Manual de Estándares de Medición de Petróleo- Capitulo 20- Medición en Alocación

8/18/2019 Manual de Estándares de Medición de Petróleo- Capitulo 20- Medición en Alocación

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1.5 Medición de la cantidad de liquido

1.5.1 Consideraciones generales de diseño

Esta sección ofrece la medición de uidos líquidos. No aplica a la medición deujos de dos fases gas/líquido.

Si el esquema de medición de ujo tiene parámetros que son similares a lamedición de la calidad de transferencia de custodia, el capítulo aplicable A!""S debe utili#arse como guía. Sin embargo, si el líquido está en o porencima de su punto de burbuja, las siguientes consideraciones de dise$o sedeben utili#ar%

• Se debe &acer un esfuer#o especial para minimi#ar la caída de presiónen el sistema. 'a reducción de la presión puede causar gases endisolución a partir del líquido. (as en una corriente de líquido puedecausar mediciones erróneas. uede usarse el siguiente procedimiento%

). Seleccione el tama$o * el medidor de ujo.+. !nstale el medidor de ujo aguas arriba de la álula de control.-. "inimice la distancia entre la salida del separador * el medidor de

ujo.. 'ocalice el medidor de ujo por debajo del niel de líquido en el

separador de prueba.• El medidor de ujo puede ser seleccionado para minimi#ar el potencial

de erosión si la corriente de ujo contiene una cantidad signicante deabrasios.

• 'os materiales para la construcción de los medidores puedenseleccionarse para eliminar el potencial de corrosión por cloruros o

sulfuro de &idrógeno en el agua producida. 'a temperatura, la presión *la composición de las corrientes deben tambi0n considerarse durante eldise$o * selección de los materiales.

• 1uando el uido o la temperatura ambiente afectan el rendimiento delmedidor, debe considerarse la posibilidad de aislamiento o cintascalefactoras para el medidor de ujo.

1.5.2 Consideraciones del equipo de medición

1.5.2.1. Medidores de desplazamiento

2ariaciones en la iscosidad del líquido pueden afectar el rendimiento delmedidor. Esas ariaciones se deben a la ariación en el corte de agua,graedad del petróleo, * temperatura. Si ocurre una ariación signicatia enla iscosidad, una serie de factores del medidor puede ser desarrollada paratener en cuenta diferentes condiciones de operación. 2ariaciones en elrendimiento del medidor pueden tambi0n reducirse por el uso de


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procedimientos de medición similar, demostrando t0cnicas, * tipos de equiposen todas las instalaciones de asignación. El dise$o de sistemas * la selecciónde equipos debe estar de acuerdo con el capítulo 3.+ de A! ""S , comoaplicable.

).3.+.+ 4urbina medidora

El capítulo 3.- de A! ""S discute el uso de turbina medidoras en uidos defase simple. En general se utili#an para medir líquidos monofásicos. El capítulo3 de A! ""S puede tambi0n e5tenderse a la medición de fases simplelíquido6líquido 7petróleo * agua8 como en muc&os esquemas de asignación demedición.

El alcance, campo de aplicación, dise$o de sistemas, selección de medidores,instalación, operación, * mantenimiento de turbinas medidoras utili#adas enesquemas de asignación de medición se encuentran en el capítulo 3.- de la A!""S, párrafos 3.-.), 3.-.+, 3.-.-, 3.-. * 3.-.9. en esquemas de asignación demedición, las características del uido pueden ariar sustancialmente * esasariaciones a su e# afectarán el desempe$o de la turbina medidora.

).3.+.-. :ispositios de presión diferencial

El medidor de presión diferencial más com;n usado en los esquemas demedición de líquidos es el de placa oricio. El elemento primario debe serconstruido e instalado de acuerdo con las especicaciones contenidas en la;ltima reisión del capítulo ).- de la A! ""S.

El dispositio de medición de presión diferencial 7transmisor o registradorgrácos de fuelles8 debe ser montado aguas abajo de la placa oricio con laslíneas de presión en pendiente de una pulgada por pie &acia el elementosecundario. 'as líneas de presión deben ser lo más cortos en longitud como seaposible e instalado para eitar trampas de apor. (eneralmente, en unelemento de fuelle secundario las líneas de presión deben conectarse a lacone5ión superior del fuelle. Sin embargo, dependiendo del líquido que semide, puede ser preferible conectarlo a las cone5iones inferiores.

'as cone5iones de la placa oricio deben locali#arse en el lado del tubo

medidor a de la ertical. :ependiendo del tipo de líquido a medir * lascondiciones ambientales, puede ser necesario utili#ar un sistema de sellos parapreenir taponamiento, corrosión, congelamiento, * otros problemas de laslíneas de presión * del elemento secundario. El sistema de sellos consistirá???.


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).3.+. 4anques

Esta sección se ocupa de los tanques * uidos monofásicos.

Se colocará un punto de referencia en la escotilla de calibre donde sereali#arán las mediciones. 'a distancia desde el punto de referencia al fondo

del tanque o placa de referencia es la referencia de profundidad. 'a referenciade profundidad será marcada cerca de la escotilla de calibre. Si esta distanciaaria por mas de =,3@, ??.

).3.+.3. "edidores másicos

).3.+.3.) "edición directa de masa 7efecto coriolis8

El m0todo de medición directa de masa descripto en esta se sección se limita alos medidores operados bajo el principio del efecto coriolis.

n medidor de ujo de masa de 1oriolis determina el ujo de uido sobre unabase de masa. n medidor de ujo de masa 1oriolis está compuesto de tubosmetálicos a tra0s de los cuales atraiesa el uido. 'os tubos están fabricadospara ibrar en sus frecuencias naturales o de armónicos por medio de unmecanismo de accionamiento electromagn0tico. El uido genera una fuer#a de1oriolis que es directamente proporcional al ujo de masa del uido. 'a fuer#ade coriolis puede ser detectada por arios medios, * conertida en se$al desalida por otros dispositios.

1uando un medidor de ujo de masa de 1oriolis se usa para la medición enalocación, usualmente se instala a la salida del equipo de separación. El

medidor deberá instalarse en una orientación tal que no cause una medida deujo errónea midiendo me#clas de agua &idrocarburo. autas especialesdescriben que considerar preiamente. No se &an reali#ado pruebas de toda laindustria para determinar la incertidumbre de estos dispositios.

).3.+.3.+ "edición indirecta de masa

'a medición indirecta de masa se reere al m0todo de medición de unacantidad de líquido mediante la multiplicación de una medición olum0trica *una medición de la densidad reali#ada en condiciones de ujo.

'a medición olum0trica puede obtenerse usando un dispositio olum0tricoprimario instalado de acuerdo con el A! ""S como aplicable.

'a densidad del líquido tambi0n puede medirse por un m0todo estático.

:ependiendo del estado físico de la muestra líquida, la medición estática de ladensidad usará uno de los siguientes m0todos%

• A! ""S capítulo


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• A! ""S capítulo


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El uso apropiado de los sistemas de muestreo automáticos se describeespecícamente en la A! ""S capítulo C.+. 1onceptos básicos de aplicación%

• 1orrientes acondicionadas.• so de sonda de muestreo• E5tractor de muestra.• 1ontrolador de muestra.

).9.+.+. 2ariaciones

Sin embargo, algunas consideraciones para la aplicación de muestreoautomático para las aplicaciones de alocación de la producción que implicanariaciones de la A! ""S capítulo C.+. Estas inclu*en los siguientes ítems%

• bicación de la sonda. El desempe$o del sistema de muestreo depende

de una línea llena de líquido con propiedades acondicionadas de lacorriente uida. 'a sonda de muestreo será ubicada aguas abajo de laálula de descarga.

• Feceptores de muestras. En algunos casos de alta olatilidad en líquidosproducidos, son preferibles almacenarlos * transferir las muestras enrecibidores dise$ados para mantener la muestra sustancialmente porencima de su presión de apor, es decir, cilindros pistón. El tama$o delrecibidor dependerá del tama$o de la muestra, frecuencia de muestreo,periodo de muestreo, * regulaciones de transporte.

• 1ontrol de muestreo. El sistema de muestreo puede ser controlado enproporción al ujo a tra0s de la salida de la medición en alocación7 turbina, despla#amiento positio, u otros8. El sistema tambi0n puedeser controlado con el uso de una salida neumática desde el dispositiodel control de niel del recipiente de producción. :e esta manera elsistema está operando durante el ciclo de descarga de la producción delseparador.

• 4ama$o de la muestra. El tama$o de la muestra será suciente para eldispositio analítico destinado.

).B "edición de la calidad de líquido

).B.) !ntroducción

El propósito de esta sección es describir e ilustrar m0todos que puedan serempleados para determinar el contenido de agua * me#cla&idrocarburo/agua de la corriente, así como la contracción, graedad, *olumen del &idrocarburo líquido. 'a medición obtenida de este modo se


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puede utili#ar para calcular la cantidad neta de líquido de &idrocarburos enuna corriente mi5ta.

).B.+ Anali#adores de corte de agua

'os anali#adores de corte de agua son dispositios que proporcionan en

línea, mediciones continuas de contenido de agua * me#cla de&idrocarburo/agua bajo condiciones de ujo.

Esta sección describe consideraciones de selección para anali#adores decorte de agua * equipos accesorios. Esta sección además discutelineamientos más especícos * requerimientos pertenecientes a los trestipos de anali#adores de corte de agua com;nmente utili#ados% unanali#ador de capacitancia, un anali#ador de densidad, * un anali#ador deabsorción de energía. 'a selección * e5actitud del anali#ador del corte deagua debe ser acordado con las partes de la alocación donde son utili#ados,debe ser co&erente con las regulaciones * requerimientos.

??????.

).B.- "0todos de medición en tanque

).B.-.) "edición de olumen total

'a medición en tanque puede ser usada para determinar la producción deuna instalación o de un po#o. 'a producción periódicamente es desiadadesde las instalaciones de producción por un periodo de tiempo, * lacantidad total de uidos es medida de acuerdo con ).3.+. 7tanques8, la

cual aborda la medición monofásica de líquidos. El m0todo básico paraobtener mediciones por tanque es manual, usando arillas metálicas, * unsistema de medición por tanque automático 7referencia A! ""S capítulo-.)G8.

).B.-.+ :etección de la interface

"uestreo, pasta de medir sobre una arilla metálica, entana lateral, uotras t0cnicas de detección de interface pueden usarse para determinar elcorte de agua. 'a información puede ser utili#ada para determinar losol;menes correspondientes.

'os procedimientos de muestreo se dan en A! ""S capítulo C.). namuestra representatia del uido será anali#ada para determinar la calidad.'os m0todos para e5traer la muestra inclu*en, pero no son limitados, grifosde muestra, composición de muestras de puntuales, análisis de muestras, *todo niel de muestras.


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).B.-.- rocedimientos computacionales

Feferido a la A! ""S capítulo )C.) para el procedimiento de calculo quepuede utili#arse para??

).B.-. 'imitaciones de medición por tanque

na emulsión debe romper en componentes de &idrocarburo * agua separados,o debe proeerse u desemulsionante para obtener buenos resultados deseparación de dos fases dentro del tanque medidor. :iferentes emulsiones deagua/&idrocarburo permitirán transiciones más o menos denidas parasepararse por diferencia de otabilidad. Sin embargo, si la separación noocurre en el tiempo asignado para la prueba, la fase de petróleo contendrá algode agua, * el agua algo de petróleo. Esto afectará directamente la e5actitud dela detección de la interface * causará un error en la medición.

El carácter de la emulsión producida podrá ealuarse anteriormente al dise$o einstalación del tanque de medición, garanti#ando así la alide# *a sea enaplicaciones de producción de alocación o calibración.

).B.-.3. "uestras para análisis de agua

'a determinación de impure#as, usualmente sedimentos * agua en la muestralíquida obtenida, es importante para el resultado nal del proceso de mediciónde alocación. Ha* arias t0cnicas para determinar el porcentaje de agua enmuestras líquidas. Esas t0cnicas inclu*en las siguientes%

• "0todo de centrifugación 7er A! ""S capítulos )=.- * )=.8. 4ubos decentrifugas especiales marcados en un incremento de ) ml debenutili#arse si se anticipa un alto contenido de agua.

• "0todo de destilación 7referencia A! ""S capitulo )=.+8• "0todo Iarl isc&er 7 referencia A! ""S capítulo )=.


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El punto de medida en alocación, normalmente se &ace en la condición depunto de burbuja 7presión de apor en equilibrio8 del &idrocarburo. 1uando estelíquido se descarga en un tanque de almacenamiento a condición atmosf0rica,los componentes liianos del &idrocarburo se eaporan, causando unareducción en el olumen de líquido. or lo tanto, un t0rmino de corrección,

denido aquí como A14DF :E 1DN4FA11!JN, será necesario aplicar paracorregir la medición del olumen de líquido en condiciones de medición acondiciones de tanque.

Esta sección describe un procedimiento para determinar el factor decontracción. El procedimiento inolucrará obtener un olumen conocido de unamuestra de líquido representatia de la ca$ería del uido usando un tomamuestra cilíndrico presuri#ado. A continuación se deja que la muestra seestabilice en condiciones atmosf0ricas, * se mide el olumen remanente. Elfactor de encogimiento se calcula en función del olumen inicial * nal delíquido.

).B..+ 4oma muestra cilíndrico 7bamboleta8

'a gura + muestra el ensamble de dos tipos de toma muestras cilíndricos% uncilindro de cámara simple, * un cilindro con pistón.

ara la determinación del factor en campo, se recomienda el uso del cilindro decámara simple 7bamboleta8. El cuerpo de la bamboleta, accesorios, * álulas

se constru*en con acero ino5idable u otro material adecuado. El olumen de labamboleta debe ser de al menos -== cm-. El olumen total entre la álula dela entrada al cilindro * la álula de salida, será determinado antes de serusado.

ara la determinación del factor en laboratorio, debe usarse el cilindro conpistón. El olumen debe ser de al menos -== cm-.

).B..- rocedimiento de muestreo puntual

El procedimiento implica los siguientes pasos%

• ara el cilindro de cámara simple, llenar la bamboleta con líquido antesdel muestreo. Si se usa una bamboleta con pistón, llenar la cámara deprecarga con gas a presión a una presión ma*or que la del punto demuestreo.


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• 1on todas las álulas en la bamboleta cerradas, conectar la bamboletaa la álula del toma muestras.

• Abrir la álula del toma muestras.• Abrir la álula de purga lentamente.• urgar la línea para asegurar de que cualquier desec&o salga de la línea.•

Sostener la bamboleta, apro5imadamente, en un ángulo de 3> &aciaabajo entre la álula del toma muestras * la álula superior de labamboleta.

• Abrir lentamente la álula de entrada de la bamboleta.• Abrir lentamente la álula de salida de la bamboleta o la álula de la

cámara de precarga en una bamboleta de pistón 7o doble cámara8.• roceder lentamente, debería tomar un mínimo de 3 minutos completar

el proceso de muestreo.• 1onsideraciones de seguridad%

). El corte debe reali#arse luego de que la muestra se &allaestabili#ado a temperatura ambiente.

+. 'a bamboleta debe mantenerse fría en lo posible, * siempredeberán eitarse incrementos altos en la temperatura.

-. ara un cilindro de cámara simple, usualmente el +=K delolumen de la bamboleta es suciente para permitir la e5pansiónde los condensados * petróleo a alta presión de las instalacionesde gas * petróleo.

. El olumen se mide por despla#amiento de los líquidos en elcilindro con el &idrocarburo líquido * le medida del líquidodespla#ado dentro del cilindro graduado.

3. 1uando el C=K del olumen del cilindro es despla#ado, se corta elingreso de líquido por medio de la álula situada en la parte

superior del cilindro, * la capa acuosa se drena &asta un += K delolumen recibido.

9. Se recomienda dejar un peque$o olumen remanente dentro delcilindro.

B. 1uando el laboratorio recibe la muestra, esta se presuri#a a unapresión similar a la de la muestra original, de tal modo que selogre una sola fase * de este modo se puede determinar el factorde encogimiento.

C. 1uando se usa una bamboleta con piston, se consigue unamuestra de &asta el C=K del olumen de la bamboleta.

• 1errar la álula de salida.• 1errar la álula de ingreso a la bamboleta * la álula del toma

muestra.• :esconectar la bamboleta de la álula del toma muestra.• Anotar la temperatura * presión de línea para medir lo más cerca posible

del punto de muestreo como sea posible.


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recaución% debe considerarse la e5pansión t0rmica por ra#ones de seguridad,por esto no debe dejarse el cilindro completamente lleno. Si se llena más delC=K, debería enfriarse durante el transporte para eitar cualquier situaciónpeligrosa debido a la e5pansión t0rmica.

).B.. :eterminación del factor de encogimiento 7en campo8

'a muestra tomada para la determinación del factor de encogimiento deberepresentar las condiciones de medición del líquido. El procedimiento paradeterminar el factor de encogimiento inolucra los siguientes pasos%

a8 :eterminar la temperatura de la muestra del uido en el momento enque esta se obtiene, * anotar la presión.

b8 1on la bamboleta cargada en posición ertical, purgar la muestra en unaprobeta graduada a presión atmosf0rica. 'a probeta graduada deberá

ser de un tama$o adecuado para contener la muestra completa.c8 :ejar estabili#ar la muestra &asta que no se ean burbujas de gas.d8 Anotar el olumen total de la muestra remanente, como así tambi0n su

temperatura.e8 Si la muestra nal contiene agua, determinar el corte utili#ando alg;n

m0todo reconocido.f8 Dbtener una muestra de &idrocarburo libre de agua * determinar su

graedad A! a 9=> o su densidad en Lg/m- a )3>1.g8 1alcule el factor de encogimiento utili#ando la siguiente ecuación%

actor de encogimiento% 72f672f . M88. 714'8f 72i672i . M88. 714'8i

:onde%2fO olumen total de la muestra nal en la probeta.2iO olumen total de la muestra inicial en la probeta.MO fracción del olumen de agua en la muestra nal.714'8fO factor de corrección de olumen basado en la temperatura de lamuestra nal.714'8iO factor de corrección de olumen basado en la temperaturadurante el muestreo.

).B..3 1álculo teórico de as&eo

E5isten multiples programas para calcular el as&eo. 1uanto más cerca de lacondiciones de reserorio se obtiene la muestra, mejores serán los resultadosobtenidos. :ebe tenerse cuidado al escoger la ecuación de estado apropiadapara arios crudos.


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).B..9 :eterminación de la graedad

).B..9.) "uestras atmosf0ricas

ara determinar la graedad de muestras atmosf0ricas, usar los capítulos


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prueba, transporte * operación. 'os medidores maestros no son compensadospor temperatura. En los capítulos , 3 * 9 de la A! ""S &a* más información.

'os medidores maestros deben ser proistos para un determinado rango deujo para el cual a a ser utili#ado. El uido para probar el medidor maestrodebe ser similar al uido de la línea. uede e5perimentarse un cambio en elfactor del medidor cuando la tasa de ujo aria. 1uando se calibra un liquidoque no sea agua, el rango * la cura de calibración del medidor puede cambiar.Así, el factor I o factor medidor puede obtenerse con uidos * condicionessimilares. 1ada medidor es diferente * un nueo factor L o cura de factor I debe establecerse con el rango de medición para cada medidor.

El ensamble de medidor maestro conectado en serie se conecta losucientemente cerca para minimi#ar las correcciones por presión *temperatura. ?.

).C.+ rueba del medidor en alocación

1uando el medidor de crudo es para transferencia en custodia, es encondiciones estabili#adas. 'a ma*or parte del gas natural disuelto se separarádel petróleo a baja presión. 1uando el petróleo es bombeado a tra0s delmedidor, el incremento en la presión debería reducir la posibilidad de quecualquier remanente de gas rompa fuera de la solución * afecte la medición.

ara mediciones en alocación, petróleo * condensado pueden medirse antes deestar estabili#ados.

).C.+.+.- :eterminación del factor medidor * del factor I

'os pulsos registrados en el contador del medidor maestro * el medidor delínea son diididos por el factor I respectio para obtener el olumen sincorregir que u*ó a tra0s de los medidores.

'os factores de corrección por temperatura * por presión, junto con el factormedidor apropiado, serán aplicados al olumen del medidor maestro sincorregir.

ara calcular el factor medidor, diidir el olumen correcto del medidormaestro por el olumen correcto del medidor de línea.

1alcular el factor medidor de acuerdo con capitulo)+.+ de la A! ""S * conlos acuerdos contractuales entre las partes inolucradas.


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ara determinar el factor I en alocación, calcular el olumen corregido delmedidor maestro * diidir los pulsos corregidos del medidor de línea por elolumen corregido del medidor maestro.

).C.+.+. actores de corrección

'as ecuaciones básicas usadas para la ca$ería de prueba * el medidor maestropara calcular el factor medidor son las siguientes%

1a$ería de prueba

2EF A(!NA +-

).C.+.+.3 Ajustes del medidor

).< rocedimientos para el calculo de liquidos

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