O que é um Separador de Produção de Petróleo: Estágios, Projeto e Tratamento de Petróleo Bruto

O que é um separador de produção de petróleo: estágios, projeto e tratamento do petróleo bruto

Respondendo à questão central:O que é um separador de produção de óleo?Um separador de produção de petróleo é um recipiente sob pressão que divide o fluxo de poço proveniente de um poço ou de um sistema de recolha em gás, petróleo bruto e água produzida,e é o primeiro e mais importante item de equipamento de produção de superfícieA maioria das instalações utiliza um esquema de pressão em etapas em vez de um recipiente único: um separador de alta pressão a 50-150 bar, um estágio de pressão média a 15-50 bar e um estágio de baixa pressão a 2-15 bar,porque o flash em fases recupera mais líquido, dá um óleo mais estável com uma pressão de vapor Reid mais baixa e permite que cada estágio seja dimensionado para as suas próprias taxas de gás e líquido.Assim, o separador é normalmente seguido por um nocaute de água livre, um tratador de aquecimento e um desalter eletrostático para atingir as especificações de vendas habituais de sedimentos básicos e água abaixo de 0,5% e sal abaixo de 10 libras por mil barris.

1O Comboio de Separação da Produção

A separação ocorre em três estágios de pressão e, em seguida, é concluída por tratamento, e cada etapa tem um trabalho específico:

• Separação primária de alta pressão:O primeiro recipiente recebe o fluxo de poço na maior pressão prática, normalmente 50-150 bar, e separa a maior parte do gás.O gás separado a alta pressão requer muito menos compressão para atingir a pressão de exportação ou de elevação do gás, e o óleo retém mais das suas extremidades leves até uma fase posterior, o que melhora a recuperação geral do líquido.O recipiente é dimensionado pela capacidade de gás Souders-Brown e pela retenção de líquido necessária para o gás sair do líquidoComo esta embarcação vê toda a corrente do poço, incluindo todas as lesmas e areia, é a mais robusta construída e a mais fortemente equipada, com uma viagem de alto nível,um dispositivo de relevo de tamanho para a caixa de saída bloqueada e um sistema de jato de areia,.
• Fases de pressão média e baixa:O óleo que sai do separador de alta pressão ainda contém gás dissolvido, que brilha à medida que a pressão cai.Roteando-o através de um ou dois estágios adicionais a 15-50 bar e, em seguida, 2-15 bar recupera esse gás, que é comprimido para exportação ou utilizado para transporte de gás ou combustível e estabiliza o óleo.que deve ser normalmente inferior a 8-12 psi para armazenamento e transporte segurosCada fase produz um volume de gás progressivamente menor e um líquido progressivamente mais estável.e o gás do estágio de baixa pressão, sendo rico em componentes mais pesados, é por vezes recomprimido e reciclado em vez de ser enviado para exportação.
• Nocaute de água gratuito e remoção de água em massa:Quando a redução de água é elevada, como em um campo maduro, remover a água livre antes do equipamento de tratamento é muito mais barato do que tratar todo o riacho.Um nocaute de água livre é uma grande embarcação horizontal, essencialmente um separador trifásico otimizado para a remoção de água, com um longo tempo de permanência de 10-30 minutos e um controlador de nível de interface que retira a água separada pela gravidade.Ele remove a água a granel que, de outra forma, consumiria calor no tratador e diluir a água de lavagem no desalterÉ também onde se deposita a maior parte da areia, por isso é equipado com jets de areia ou, em serviço intenso, com um sistema de remoção de areia utilizando ciclones ou um arranjo de leito fluidizado.
• Tratamento: Tratador de aquecimento e desalter eletrostático:A gravidade por si só não irá quebrar as emulsões de água em óleo que se formam através de estrangulamentos e válvulas, por isso a remoção final de água e sal requer calor, produtos químicos e um campo elétrico.Um tratador de aquecimento aquece a emulsão a 60-90 °C com um tubo de fogo ou uma bobina de meio térmico, que reduz a viscosidade do óleo, enfraquece a película interfacial e aumenta a diferença de densidade, com um desmultiplicador injetado a 5-50 ppm para completar a ruptura.Um desalter eletrostático mistura então 3-10% de água fresca para lavagem no óleo e aplica um campo de alta tensão de 15-25 kV a 120-150 °C, que polariza as gotas de água, estende e rompe o filme interfacial, e faz com que eles se unam em gotas grandes o suficiente para se depositar.A dessalinização em duas fases é padrão quando a especificação exige sal inferior a 10 PTB.

2Dimensões, funcionamento e problemas comuns

Três fatores determinam se um separador funciona durante a vida do campo:

• Dimensões para o perfil de produção:Um separador de óleo deve funcionar em arranque, em pleno e em declínio, e as restrições mudam completamente durante essa vida.Assim, a capacidade de gás Souders-Brown rege o diâmetro do recipienteNo declínio, a taxa de gás cai, mas o corte de água aumenta acentuadamente, às vezes de 5% a 90%, de modo que o navio torna-se de manuseio de água limitada e o tempo de residência de óleo,que é o que governa a quantidade de água separada do óleoSe a residência de água for demasiado curta, a água é transportada com o óleo e sobrecarrega o equipamento de tratamento.planalto e vida tardia, e por que o caso da água de vida tardia frequentemente dirige o tamanho do navio em vez do caso do gás inicial.
• Emulsão, espuma e controlo químico:As emulsões de óleo bruto são estabilizadas por asfaltenos, resinas, ácidos orgânicos e sólidos finos que se acumulam na interface água-óleo, formando uma película resistente à coalescência.A emulsão torna-se mais apertada à medida que a gravidade da API cai e o campo envelhece, e as matérias-primas pesadas abaixo de cerca de 20 API podem formar emulsões que nenhuma quantidade de tempo de residência irá quebrar.Desmultiplicador químico selecionado por ensaios em garrafas no bruto realA espuma é um problema diferente, geralmente causado pela ruptura de gás de um óleo viscoso; é gerido por injecção de antiespuma,por um dispositivo de entrada que separa o gás rapidamente, e evitando um nível que coloque a camada de espuma muito perto da saída de gás.
• Gestão do nível, da interface e da areia:O controlo no nível da interface é o problema de controlo mais difícil na separação da produção.A interface entre o óleo e a água é muitas vezes uma faixa espessa de emulsão e sólidos, em vez de uma linha afiada, e o controlador deve mantê-lo entre a barragem de óleo e a saída de água, de modo a que nenhuma das fases saia pelo bico errado.ou um detector de interface nucleônica em serviço intenso, são usados em vez de pressão diferencial simples, porque a diferença de densidade entre os dois líquidos é pequena e um dispositivo de pressão diferencial dá um sinal pobre.A areia se acumula debaixo da água e deve ser removida por jets antes de encher o recipiente e reduzir o tempo de permanênciaA produção de areia é também a principal causa de erosão na válvula de descarga e na choke a jusante.
• Materiais, códigos e integridade:Os separadores de produção são construídos em conformidade com a divisão 1 da norma ASME VIII, com carimbo em U, ou com o PED 2014/68/UE, com marcação CE para serviço europeu,em aço carbono, como o SA-516 grau 70, com uma tolerância de corrosão de 3-6 mm. Quando o sulfeto de hidrogénio estiver presente, como nos campos ácidos, a NACE MR0175/ISO 15156 rege a dureza do material e requer tratamento térmico pós-soldura,e no serviço ácido úmido, o aço resistente a HIC é especificadoQuando o dióxido de carbono estiver presente com a água, são injetados inibidores da corrosão a montante e o recipiente é monitorizado por cupões de corrosão.sondas de resistência elétrica e ensaios periódicos de espessura por ultra-somOs elementos internos são concebidos para serem removíveis através de uma passarela e o programa de inspecção é baseado no risco de acordo com a API 580, com o intervalo encurtado quando a areia, o gelo, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia, a areia,Serviço ácido ou corte de água alta acelerar a degradação.

Fases de separação da produção de petróleo Matriz de comparação

Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre um separador de produção de duas e três fases?

A: Um separador bifásico divide o fluxo de poço apenas em gás e líquido e é utilizado quando a cortagem de água é insignificante, quando a água é produzida como um fluxo separado,ou onde o líquido vai para uma saída de água livre a jusante que faz a divisão de óleo-águaUm separador trifásico separa o gás, o óleo e a água num recipiente, utilizando uma barragem para manter a camada de óleo e um controlador de nível de interface para retirar a água.e é a escolha padrão quando a corrente do poço contém água livre significativaA diferença prática é que um reservatório trifásico deve satisfazer dois critérios de dimensionamento independentes: a capacidade de gás pela equação de Souders-Brown,e o tempo de residência do líquido necessário para que as gotas de água se depositem no óleoEste segundo critério torna frequentemente o recipiente trifásico consideravelmente maior.

P: Por que os separadores de produção são operados em fases?

R: Por três razões: compressão de gás: o gás separado a 100 bar requer muito menos compressão para atingir a pressão de exportação do que o gás separado a 10 bar,Assim, separando na maior pressão prática economiza uma grande quantidade de compressão de poder e capital- Recuperação de líquidos: o lampejamento do óleo em fases, em vez de numa só, permite recuperar mais hidrocarbonetos intermediários como líquidos, em vez de os perder com o gás,que aumenta diretamente o volume de óleo vendávelE estabilização: o piscar em fases reduz a pressão de vapor Reid do petróleo bruto de venda para abaixo do limite de 8-12 psi necessário para armazenamento e transporte seguros.Um único separador a baixa pressão produziria mais gás, mais a baixa pressão, menos líquido e um petróleo bruto com uma pressão de vapor demasiado elevada para ser transportado com segurança.

P: Por que o petróleo bruto forma uma emulsão que não se separa?

R: Porque os componentes superficiais activos no petróleo bruto acumulam-se na interface água-óleo e formam um filme mecanicamente forte que impede que as gotas se unam.Cristais de cera e sólidos finos, como argilaOs produtos de escamação e de corrosão adsorvem-se na interface, e a película resultante pode ser suficientemente resistente para que gotículas de poucos micrómetros permaneçam suspensas essencialmente indefinidamente.O problema piora à medida que a gravidade da API cai., uma vez que as matérias-primas pesadas contêm mais asfaltenos e resinas e têm uma diferença de densidade menor para conduzir a sedimentação, e agrava-se com a idade à medida que o campo produz mais água e mais sólidos.Para quebrar a emulsão, é preciso atacar o filme.- calor para reduzir a viscosidade e desestabilizá-la, um desmultiplicador para deslocar o material superficialmente ativo, tempo de residência e, quando a gravidade é insuficiente, um campo elétrico de alta tensão para o romper.

P: Como é medido o desempenho de um separador de produção de óleo?

R: Quatro medições: sedimento básico e água, ou BS&W, no óleo que sai do separador, determinados por centrifugação de uma amostra diluída, com especificação de venda geralmente inferior a 0.5% e a saída do separador normalmente mantida abaixo de 1-2% para que o equipamento de tratamento tenha margem- teor de sal do óleo, expresso em libras por mil barris, com uma especificação inferior a 10 PTB e medido por extracção e titulação;é governado pelo desalter e não pelo separadorQualidade da água na saída da água, geralmente declarada como óleo na água em miligramas por litro, que afecta se a água produzida pode ser descarregada, reinjectada ou deve ser tratada.E transportador de gás, o óleo no gás que sai do recipiente, comunicado como transferência, indicando se a capacidade do gás está a ser excedida ou se o eliminador de neblina falhou.