Extracción y Procesamiento de Hidrocarburos: Métodos de Producción y Facilidades de Superficie
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Métodos de Producción de Pozos Petroleros
La producción de un pozo puede ser de tipo natural (surgente natural) o artificial (mediante distintos sistemas de bombeo). A continuación, se explican las diferencias y los principales métodos utilizados en nuestro país.
Surgencia Natural
Si la presión dentro del pozo es suficiente, el pozo resultará “surgente”. Esto significa que los fluidos vencerán todos los obstáculos, llegarán a la superficie y el pozo producirá sin necesidad de ayuda externa.
Producción Artificial
Si la presión del yacimiento no es suficiente, se debe recurrir a un sistema artificial. Esto sucede cuando la presión del reservorio solo permite que los fluidos llenen el pozo parcialmente o con un caudal insuficiente, impidiendo que se eleven a la superficie. También se aplica cuando disminuye la presión del reservorio y, consecuentemente, la producción de petróleo cae.
Sistemas de Levantamiento Artificial (Bombeo)
Bombeo Mecánico
En este sistema, la bomba se baja dentro de la tubería de producción y se asienta en el fondo con un elemento especial. La bomba es accionada por medio de una sarta de varillas de 7,32 metros de longitud cada una, que le transmite el movimiento desde el “aparato de bombeo”. Este consta de un balancín al cual se le transmite el movimiento de vaivén por medio de un sistema de biela-manivela que se acciona a través de una caja reductora, impulsada por un motor.
La bomba consiste en un tubo, dentro del cual se mueve un pistón cuyo extremo superior está unido a las varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja en la parte inferior de la tubería o se enrosca en su extremo. Su limitación radica en la profundidad de los pozos, su desviación en el caso de pozos dirigidos, y los volúmenes de fluido a producir.
Bomba Centrífuga y Motor Eléctrico Sumergible (ESP)
Es una bomba de varias etapas o paletas montadas axialmente en un eje vertical, unido a un motor eléctrico. El conjunto se baja en el pozo con una tubería especial que lleva un cable adosado para transmitir energía al motor.
Bomba de Cavidad Progresiva (PCP)
El fluido del pozo es elevado por la acción de un elemento rotativo de geometría helicoidal (el rotor) que gira dentro de un alojamiento semi-plástico y estático de igual geometría (el estator). El efecto resultante de la rotación es el desplazamiento positivo hacia arriba de los fluidos que llenan las cavidades formadas entre el rotor y el estator.
Instalaciones de Superficie y Tratamiento de Hidrocarburos
Baterías de Producción
Las baterías se encuentran localizadas cerca del cabezal del pozo o en un lugar estratégico donde se procesa la producción de varios pozos simultáneamente. En sus instalaciones se realiza la separación inicial de gas y líquidos, una posterior separación de agua libre, la medición de los distintos caudales (a nivel general o particular de cada pozo), y el almacenamiento de líquidos en tanques para su bombeo a las plantas de tratamiento de crudo y agua.
Tratamiento de Crudo
El tratamiento del crudo recibe la producción de todas las baterías para su acondicionamiento previo a la venta. Esto exige la eliminación del agua residual y las sales, llevando su contenido a valores por debajo del límite permitido. Para ello, se utilizan productos químicos y calentadores tratadores termoeléctricos con el fin de romper las emulsiones de petróleo y agua. Finalmente, se mide continuamente la densidad, que define la calidad y el precio del petróleo.
Planta de Tratamiento de Gas
En esta planta, se prepara el gas para su ingreso al gasoducto. En ella se reduce la humedad naturalmente contenida en los gases y se controlan otros componentes no deseados, como el CO2 y el H2S, para evitar la corrosión de las instalaciones.
Planta de Tratamiento de Agua
Se acondiciona el agua producida para su reinyección, ya sea para recuperación secundaria o, según su salinidad, para su eliminación en un pozo inyector que la envía a niveles adecuados del subsuelo, evitando así la contaminación de las capas de agua dulce.
Tanques de Producción
Se denomina tanques de producción a los recipientes que reciben los productos separados. Estos representan el punto de inicio para que el petróleo ingrese a los oleoductos y el gas a los gasoductos.
Tanques de Almacenamiento
Los tanques de almacenamiento están diseñados para el acopio y manipulación de grandes volúmenes de petróleo y gas. Son generalmente de mayor tamaño y se consideran instalaciones permanentes. El almacenamiento constituye un elemento de sumo valor en la explotación de hidrocarburos, ya que actúa como un pulmón regulador entre la producción y/o el transporte, absorbiendo las variaciones de flujo.