PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS Profesor. Mario Arrieta Ingeniero de Petróleo

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OBJETIVO DE LA MATERIA Objetivo Principal: Analizar la importancia, complejidad, costos y riesgos de la producción de hidrocarburos como principal materia prima para la Industria petroquímica, de Refinación, entre otras. Sinopsis del contenido: En Venezuela la principal materia prima de las Industrias Petroquímica y de Refinación son los hidrocarburos, haciendo énfasis en el Gas Natural. La producción de las mismas representa un despliegue de conocimientos y tecnologías que hacen de esta actividad un negocio de alta complejidad, costos y riesgos que deben ser valorados en el momento de la transformación de sus componentes a productos de alto valor comercial, como es el caso de los combustibles, polímeros, lubricantes, entre otros. El Ingeniero Petroquímico como parte de este gran negocio de alto interés nacional requiere tener conocimientos básicos y amplios sobre la producción de hidrocarburos y de esta forma tener una mejor visión sobre el valor de los mismos para la nación.

CONTENIDO DE LA MATERIA UNIDAD 1. Tratamientos de Pozos (dividido en dos partes) UNIDAD 2. Estaciones de flujo y patios de tanques UNIDAD 3. Caracterización de Crudos

PLANIFICACIÓN DE LA CATEDRA

ASISTENCIA A CLASES

ASISTENCIA A CLASES 18 Semana 3 Horas 54 Horas 25% Inasistencia = 14 Horas REPROBADO

TEORIA FUNDAMENTAL Yacimiento petrolífero Mecanismos de producción de yacimiento. Métodos de levantamiento artificial. Perforación de pozos Lodos de Perforación Revestidores Cementación Completación Cañoneo Reacondicionamiento Estaciones de flujo Caracterización de crudos.

Yacimiento petrolífero. Se define como una concentración de elementos o materiales significativos para algún tipo de ciencia, en el caso de nuestro ámbito (Petróleo) entonces nos topamos con la definición propia de yacimientos de hidrocarburos que trata de cuerpo de roca en el cual se encuentra acumulado cierto volumen significativo de hidrocarburos. Para que lo hidrocarburos permanezcan dentro del yacimiento, los estratos suprayacentes y subyacentes que lo cobijan deben ser impermeables para evitar la migración (desplazamiento). Así mismo, los lados tienen que impedir la fuga de los fluidos.

Mecanismos de producción de yacimiento. Un yacimiento de hidrocarburos es un medio poroso en cada una de cuyas zonas existe una, dos o tres fases inmiscibles: agua, petróleo, y gas. Para extraer el petróleo contenido en los yacimientos hay que perforar pozos, que conforman la unidad básica de producción o punto de drenaje. Un yacimiento puede contener desde solo algunos pozos a cientos de ellos. Mecanismo de Empuje por gas en solución Mecanismo de Empuje de agua Mecanismo por capa de gas Mecanismo por segregación gravitacional

Mecanismos de producción de yacimiento. Mecanismo de Empuje por gas en solución Mecanismo por capa de gas Mecanismo de Empuje de agua Mecanismo por segregación gravitacional

Métodos de levantamiento artificial. Cuando el pozo deja de producir por flujo natural, se requiere el uso de una fuente externa de energía para conciliar la oferta con la demanda de energía. La utilización de esta fuente es con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador, es lo que se denomina levantamiento artificial. El propósito de los métodos de levantamiento artificial es minimizar los requerimientos de energía en la cara de la formación productora, con el objeto de maximizar el diferencial de presión a través del yacimiento y provocar, de esta manera, la mayor afluencia de fluidos, sin que generen problemas de producción: arenamiento, conificación de agua, etc. Bombeo Electrosumergible Bombeo Mecánico Bombeo de Cavidades Progresivas Gas Lift

Perforación de pozos La perforación en la industria petrolera es que ésta indica la certidumbre de la existencia de hidrocarburos en el subsuelo mientras que los estudios geológicos y geofísicos indican sólo una probabilidad. Es decir, una acumulación de hidrocarburos puede aparentar ser económicamente atractiva tomando en cuenta estudios previos a la perforación, sin embargo es ésta la que definirá la cantidad de hidrocarburos presente en el yacimiento y cuan grande puede ser su beneficio económico. Por otra parte, la perforación está directamente relacionada con la cantidad de petróleo o gas que es producida. Una mala planificación de los métodos de perforación a utilizar puede disminuir la cantidad de hidrocarburos extraídos. De igual manera, los procesos de estimulación y rehabilitación de un pozo, que también conciernen al ingeniero de perforación, están íntimamente relacionados con el aumento o disminución de la producción de hidrocarburos.

Perforación de pozos En conclusión, la perforación es un elemento vital en la industria petrolera al ser la conexión entre el subsuelo y la superficie y la única manera de asegurar la existencia de hidrocarburos

Lodos de Perforación Una mezcla de arcillas, agua y productos químicos utilizada en las operaciones de perforación para lubricar y enfriar la barrena, para elevar hasta la superficie el material que va cortando la barrena, para evitar el colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite ó del gas. Es circulado en forma continua hacia abajo por la tubería de perforación y hacia arriba hasta la superficie por el espacio entre la tubería de perforación y la pared del pozo.

Revestidores y cementacion de pozos Son tuberías especiales que se introducen en el hoyo perforado y que luego son cementadas para lograr la protección del hoyo y permitir posteriormente el flujo de fluidos desde el yacimiento hasta superficie. También son conocidas como: Revestidores, Tubulares, Casing.

Cementación La cementación a la hora de poner a producir un pozo juega un papel fundamental y útil, la cementación es realizada para evitar que las aguas superficiales contaminen los acuíferos, evitar la comunicación de un acuífero utilizable con otro u otros contaminados o que constituyan un horizonte ladrón o que se pretendan utilizar. Aumentar la resistencia mecánica y a la corrosión de las tuberías de revestimiento. En casos especiales proporcionar a un tramo de pozo la hermeticidad necesaria para realizar en él inyecciones a presión, bien sea para hacer un desarrollo con dispersantes o por acidificación, o por fracturación hidráulica.

Completación

Cañoneo

Reacondicionamiento El reacondicionamiento de un pozo petrolero son todas las labores que se llevan a cabo para cambiar o transformar el estado de un pozo productor, esto sucede cuando se presentan situaciones donde se tenía un pozo productor por flujo natural, pero que al tener un decrecimiento muy alto y rápido de la presión necesita que se le aplique algún mecanismo de empuje para que siga y se mantenga la producción, o en el mejor de los casos aumente la producción.

Estaciones de flujo Dado que a medida que se produce petróleo se tiene asociada a esta producción un volumen tanto de gas como agua, es de vital importancia que se pase por el proceso de separación de fluidos (petróleo, gas y agua). Los fluidos llegan a una determinada estación de recolección, la cual ha sido diseñada para recibir la producción de cierto número de pozos, el flujo se lleva a cabo desde el cabezal de cada pozo a través de una tubería de flujo. La estación de flujo y recolección de la producción de los pozos la componen un grupo de instalaciones que facilitan el recibo, la separación, medición, tratamiento, almacenamiento y despacho del petróleo. En la estación de flujo y de recolección existe un sistema de recibo al cual llega el flujoducto de cada uno de los pozos productores asignados a esa estación, dicho sistema se conoce como múltiple de producción, éste facilita el manejo de la producción total de los pozos que ha de pasar por los separadores como también el aislamiento de pozos para pruebas individuales de producción.

Caracterización de crudos. Por la complejidad y heterogeneidad de la composición de los crudos, su caracterización química y física rigurosa resulta una labor complicada. A menudo es muy difícil o imposible, establecer una relación directa entre las propiedades químico-físicas de los crudos y/o sus fracciones que es necesario conocer (volatilidad, densidad, presión de vapor, contenido en grupos funcionales –aromáticos, olefinas, etc.-, facilidad de inflamación, etc.) y algún o algunos parámetros que sean posibles de determinar con suficientes precisión, exactitud, reproducibilidad, etc. Por otra parte, el inicio del desarrollo de la industria petrolífera tuvo lugar a principios del siglo XX, cuando las técnicas analíticas no se encontraban en disposición de resolver la caracterización del crudo y sus destilados con rigor. Además, fue necesario disponer muy rápidamente de herramientas de caracterización que permitiesen el aprovechamiento del crudo, esto es, parámetros con los que conocer qué calidad presenta cada crudo, qué productos pueden obtenerse de él y cuáles son los tratamientos necesarios para obtener dichos productos. Por todo lo expuesto, a lo largo de la historia del aprovechamiento del crudo, se han desarrollado numeroso parámetros de caracterización, de naturaleza y origen fundamentalmente empírica, los cuales, si bien pueden no representar estrictamente alguna característica química o física de los crudos o sus fracciones, permiten disponer de información suficiente para el funcionamiento de estas industrias.

Para reflexionar….. “Aquel que tiene imaginación, pero carece de conocimientos, tiene alas, pero no tiene pies” Joseph Joubert