Diseño de un separador trifásico horizontal considerando el modelo composicional de los fluidos en campos del piedemonte llanero colombiano

Abstract

En el campo Cupiagua (Piedemonte Llanero Colombiano), los separadores trifásicos convencionales presentan eficiencias reducidas (<90%) debido a la compleja composición de fluidos ultracondensados (GOR 2,834 SCF/BPD). Los principales desafíos incluyen arrastre de líquidos (>10 μm), formación de emulsiones estables (viscosidad 8-12 cP) y diseños sobredimensionados que incrementan costos. Estudios revelan que los modelos tradicionales subestiman hasta un 40% el comportamiento real de estos fluidos, generando pérdidas anuales en la industria petrolera. Esta investigación desarrolla un diseño optimizado mediante modelado termodinámico (Peng-Robinson modificado en HYSYS) y correlaciones empíricas para propiedades clave (tensión interfacial, viscosidad). Se propone una geometría interna con deflectores helicoidales (45°) y coalescedores tipo "Vane Pack", validada en prototipo piloto (500 BPD) bajo condiciones operativas reales (600 psi, 130°F). Los resultados demuestran una eficiencia de separación del 96.3%, reducción del 0.6% en contenido de agua y disminución del 57% en arrastre de líquidos respecto a diseños convencionales. La metodología incluye un modelado composicional avanzado (Peng-Robinson en HYSYS) con correlaciones ajustadas a las propiedades fisicoquímicas de los fluidos de Cupiagua (viscosidad, tensión interfacial, GOR), demostrando escalabilidad en pozos con GOR 2,500-3,100 SCF/BPD.