Tipos de Separadores de Fluidos: Ventajas, Desventajas y Comportamiento Agua-Hidrocarburos

Clasificación y Usos de Separadores de Fluidos en la Industria Petrolera

Por su forma geométrica, los separadores se clasifican en verticales, horizontales y esféricos. Estos son utilizados dependiendo de las características de los fluidos:

• Separador Vertical: Utilizado en sistemas con alta relación gas/líquido o volumen total de gas bajo.
• Separador Horizontal: Utilizado en sistemas que manejan altos volúmenes y gran cantidad de gas disuelto en líquido.
• Separador Esférico: Utilizado ocasionalmente para altas presiones donde se requiere un tamaño compacto y los volúmenes de líquidos son pequeños.

Separadores Horizontales: Características, Ventajas y Desventajas

Ventajas de los Separadores Horizontales

• Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales.
• La dirección de la caída del líquido es perpendicular al flujo, en lugar de a contracorriente.
• Son más económicos y fáciles de instalar que los verticales.
• Son muy adecuados para manejar aceite con alto contenido de espuma. Para esto, donde queda la interfaz gas-líquido, se instalan placas rompedoras de espuma.

Desventajas de los Separadores Horizontales

• No son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales sólidos como arena o lodo, pues es difícil limpiar este tipo de separadores.
• El control de nivel de líquido es más crítico que en los separadores verticales.
• Necesitan mayor área de la planta.

Separadores Verticales: Características, Ventajas y Desventajas

Ventajas de los Separadores Verticales

• Es fácil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material sólido.
• El control de nivel de líquido no es crítico, puesto que se puede emplear un flotador vertical.
• Debido a que el nivel de líquido se puede mover de forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumático, con el fin de manejar baches imprevistos de líquido que entren al separador.
• Hay menor tendencia a la revaporización de líquidos.

Desventajas de los Separadores Verticales

• Son más costosos que los horizontales.
• Son más difíciles de instalar que los horizontales si son muy altos.
• Se necesita un diámetro mayor que el de los horizontales para manejar la misma cantidad de gas.
• Menor capacidad de líquido.
• El líquido fluye a contracorriente.

Separadores Esféricos: Características, Ventajas y Desventajas

Ventajas de los Separadores Esféricos

• Más baratos que los verticales.
• Son más compactos que los horizontales o los verticales, por lo que se usan en plataformas costa afuera (offshore).
• Son más fáciles de limpiar que los separadores verticales.
• Los diferentes tamaños disponibles los hacen el tipo más económico para instalaciones individuales de pozos de alta presión.

Desventajas de los Separadores Esféricos

• Tienen un espacio de separación muy limitado.
• El sistema de control puede ser complejo.
• Problemas con el arrastre de líquido.

Comportamiento de Fases Agua-Hidrocarburos

Es natural que el agua en estado vapor esté presente en el gas natural, ya que los hidrocarburos se formaron en un ambiente acuático y están en equilibrio con el agua a las condiciones del yacimiento.

La cantidad de agua que los hidrocarburos gaseosos pueden transportar se mide con equipos adecuados llamados medidores de punto de rocío. Este parámetro se puede referir tanto a los hidrocarburos líquidos como al agua, y se debe tener la habilidad necesaria para distinguir los depósitos de gasolina con respecto al agua.

Dos cálculos son esenciales en un sistema agua-hidrocarburos:

1. La determinación del contenido de agua.
2. La predicción de las condiciones a las cuales se pueden formar hidratos.

La prevención de hidratos por deshidratación o inhibición es importante en las operaciones petroleras.

Contenido de Agua en el Gas Natural

La presión, la temperatura y la composición de la mezcla de hidrocarburos inciden de forma determinante en el comportamiento del sistema y en la cantidad de agua que puede retener.