Dreiphasenbetrieb

Die Bohrlochförderung enthält in Öl gelöstes Gas sowie Formationswasser. Der Abscheider sorgt für eine Verweildauer, in der das Gas ausströmen und aufsteigen kann, sich das Öl in der mittleren Schicht ansammelt und das Wasser sich am Boden absetzt. Füllstandsregler halten die Öl-Wasser-Grenzfläche und den Gesamtflüssigkeitsstand aufrecht und gewährleisten so eine saubere Phasentrennung.

Schiffskonfiguration

Horizontaler Zylinder mit einer Gasabscheidezone am Einlassende, einer Ölauffangzone in der Mitte und einer Wasserabscheidungszone am anderen Ende. Interne Schwellen regeln die Flüssigkeitstiefen. Ein Einlassverteiler verteilt den Durchfluss und verhindert so Turbulenzen, die zu einer Vermischung der Phasen führen würden. Koaleszenzplatten verbessern die Öl-Wasser-Trennung, indem sie eine Oberfläche bieten, auf der sich kleine Tröpfchen vereinigen und vergrößern.

Betriebsdruck

Der Auslegungsdruck entspricht dem Fließdruck am Bohrlochkopf, der typischerweise zwischen 100 und 1500 psig liegt. Ein höherer Druck erhöht die Gaslöslichkeit, was ein größeres Behältervolumen und eine längere Verweildauer erfordert. Ein niedrigerer Druck vereinfacht die Trennung, kann jedoch die Förderleistung des Bohrlochs einschränken. Bei der Druckauswahl wird ein Kompromiss zwischen Trennleistung und Förderrate angestrebt.

Verweilzeit

Die Gasabscheidung erfolgt schnell – innerhalb von Sekunden bis Minuten. Die Öl-Wasser-Trennung benötigt mehr Zeit – 5 bis 30 Minuten, je nach Viskosität, Temperatur und Dichteunterschied. Viskoses Öl oder ein geringer Dichteunterschied zwischen Öl und Wasser erfordern eine längere Verweildauer und größere Behälter.

Materialauswahl

Für die Produktion von „Sweet“-Gas eignet sich Kohlenstoffstahl. Für den Einsatz mit „Sour“-Gas, das H₂S enthält, sind NACE-konforme Werkstoffe und Schweißverfahren erforderlich, die eine sulfidinduzierte Spannungsrisskorrosion verhindern. Die inneren Komponenten sind beständig gegen Korrosion durch Produktionswasser, das Salze, Säuren und Bakterien enthält. Beschichtungen verlängern die Lebensdauer in korrosiven Umgebungen.

Anwendungen

Produktionsanlagen zur Trennung von Rohöl, Gas und Wasser, Verfahren zur verbesserten Ölgewinnung, bei denen das zurückfließende Injektionswasser aufbereitet wird, die Förderung von Schweröl mittels Dampf- oder Polymerflutung, Offshore-Plattformen mit begrenztem Platzangebot sowie jede Ölförderung, die eine Dreiphasentrennung erfordert.

Schnittstellensteuerung

Grenzflächenmessgeräte erfassen die Öl-Wasser-Grenzfläche mithilfe von Kapazitäts-, Verdrängungs- oder Schwimmertechnologie. Der Regler steuert das Wasserablassventil, um die Grenzflächenposition aufrechtzuerhalten. Die Ölstandsregelung regelt die gesamte Flüssigkeitshöhe. Eine ordnungsgemäße Regelung verhindert, dass Wasser in den Ölauslass gelangt oder Öl über den Wasserauslass verloren geht.

Water Handling

Das Produktionswasser enthält Öl, Salze und Feststoffe, die vor der Entsorgung oder Rückführung aufbereitet werden müssen. Durch eine gründliche Abscheidung wird der Ölgehalt minimiert, was die nachgelagerte Aufbereitung vereinfacht. Das Wasser wird in Tanks oder Aufbereitungsanlagen geleitet. Die Überwachung durch BS&W gewährleistet die Qualität der Abscheidung.

Ölqualität

Das Zielöl enthält in der Regel weniger als 1–3 % Wasser und entspricht damit den Rohrleitungsspezifikationen oder den Anforderungen für die Weiterverarbeitung. Bei manchen Fördermengen ist lediglich eine Grobabscheidung vor der Entwässerungsanlage erforderlich. Bei anderen ist sauberes Öl benötigt, das direkt in den Verkauf gelangt. Die Auslegung des Abscheiders richtet sich nach den Anforderungen der nachgelagerten Prozesse.

Leistungsfaktoren

Die Temperatur beeinflusst die Viskosität und den Dichteunterschied – bei höheren Temperaturen verbessert sich die Trennung. Emulsionen, die durch Tenside oder Vermischung entstehen, erfordern eine chemische Behandlung und eine längere Verweildauer. Der Gasgehalt beeinflusst die Füllstandsregelung. Bei der Auslegung werden die Eigenschaften der Flüssigkeiten und die Produktionschemie berücksichtigt.

Baunormen

Auslegung gemäß ASME Abschnitt VIII für den Druckbetrieb oder API 12J für Förderanlagen. Für Rohöl, Gas und Förderwasser geeignete Werkstoffe. Dimensionierung der Sicherheitsvorrichtungen gemäß API 521. Vollständige Dokumentation mit Kapazitätsberechnungen und Werkstoffspezifikationen.

ERGIL-Dreiphasenabscheider sorgen bei der Rohölförderung unter unterschiedlichsten Feldbedingungen und bei unterschiedlichen Flüssigkeitseigenschaften für eine zuverlässige Trennung von Öl, Gas und Wasser.