Fonctionnement triphasé

Le pétrole extrait du puits contient du gaz dissous dans l'huile ainsi que de l'eau de formation. Le séparateur assure un temps de séjour permettant au gaz de remonter à la surface, à l'huile de s'accumuler dans la couche intermédiaire et à l'eau de se déposer au fond. Des dispositifs de contrôle de niveau maintiennent l'interface huile-eau et le niveau total de liquide, garantissant ainsi une séparation de phases optimale.

Configuration du navire

Cylindre horizontal comportant une section de séparation des gaz à l'entrée, une zone de collecte d'huile au centre et une section de décantation d'eau à l'extrémité opposée. Des déversoirs internes régulent la profondeur du liquide. Un déflecteur d'entrée répartit le flux, évitant ainsi les turbulences susceptibles de mélanger les phases. Des plaques coalescentes optimisent la séparation huile-eau en augmentant la surface de contact entre les gouttelettes, favorisant leur agglomération et leur croissance.

Pression de fonctionnement

La pression de conception correspond à la pression d'écoulement en tête de puits, généralement de 100 à 1 500 psig. Une pression plus élevée augmente la solubilité du gaz, ce qui nécessite un volume de cuve plus important et un temps de rétention plus long. Une pression plus basse simplifie la séparation, mais peut limiter la production du puits. Le choix de la pression permet d'optimiser l'efficacité de la séparation tout en optimisant le débit de production.

Temps de rétention

La séparation des gaz est rapide (quelques secondes à quelques minutes). La séparation huile-eau nécessite plus de temps (de 5 à 30 minutes) selon la viscosité, la température et la différence de densité. Une huile visqueuse ou une faible différence de densité entre l'huile et l'eau requièrent un temps de rétention plus long et des cuves plus grandes.

Sélection des matériaux

L'acier au carbone convient à la production de gaz doux. En milieu acide (H₂S), il est nécessaire d'utiliser des matériaux conformes à la norme NACE et des procédés de soudage préventifs contre la fissuration par les sulfures. Les composants internes résistent à la corrosion due aux eaux de production contenant des sels, des acides et des bactéries. Les revêtements prolongent la durée de vie en milieu corrosif.

Applications

Installations de production séparant le pétrole brut du gaz et de l'eau, opérations de récupération améliorée traitant les retours d'eau d'injection, production de pétrole lourd avec injection de vapeur ou de polymères, plateformes offshore avec contraintes d'espace et toute production de pétrole nécessitant une séparation triphasique.

Contrôle d'interface

Les instruments de mesure du niveau d'interface détectent la limite huile-eau grâce à la technologie capacitive, à flotteur ou à piston. Un contrôleur module la vanne de purge d'eau afin de maintenir la position de l'interface. Le contrôle du niveau d'huile gère la hauteur totale de liquide. Un contrôle adéquat empêche la présence d'eau dans la sortie d'huile ou les pertes d'huile par cette sortie.

Gestion de l'eau

Les eaux produites contiennent des hydrocarbures, des sels et des matières solides qui nécessitent un traitement avant rejet ou réinjection. Une séparation nette minimise la teneur en hydrocarbures, simplifiant ainsi le traitement en aval. Les eaux sont déversées dans des réservoirs ou des systèmes de traitement. La surveillance des eaux usées (BS&W) vérifie la qualité de la séparation.

Qualité de l'huile

Le pétrole brut destiné à la vente contient généralement moins de 1 à 3 % d'eau, conformément aux spécifications des pipelines ou aux exigences de traitement ultérieur. Certaines productions nécessitent uniquement une séparation grossière avant la déshydratation. D'autres exigent un pétrole propre directement destiné à la vente. La conception du séparateur est adaptée aux exigences en aval.

Facteurs de performance

La température influe sur la viscosité et la différence de densité : une température plus élevée favorise la séparation. Les émulsions issues de tensioactifs ou de mélanges nécessitent un traitement chimique et un temps de rétention plus long. La teneur en gaz influe sur le contrôle du niveau de liquide. La conception tient compte des propriétés du fluide et de la chimie de production.

Normes de construction

Conception conforme à la norme ASME Section VIII pour les applications sous pression ou à la norme API 12J pour les équipements de production. Matériaux adaptés au pétrole brut, au gaz et aux eaux de production. Dimensionnement des soupapes de décharge selon la norme API 521. Documentation complète incluant les calculs de capacité et les spécifications des matériaux.

Les séparateurs triphasiques ERGIL assurent une séparation fiable du pétrole, du gaz et de l'eau dans la production de pétrole brut, quelles que soient les conditions de terrain et les propriétés des fluides.