OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION
CARRERA
: Ingeniería Petrolera
MATERIA MATERIA
: Producción II
DOCENTE
: Ing. Celestino Arenas
NOMBRE
: Marcelo Justiniano Ricard Coca !. Eunice Ta"orga Tesoro Carrasco
#EC$A
: %&'()'%(*%
!ANTA CR+, - BO/0IA
INDICE
1. INTR INTROD ODUC UCCI CION ON 1
OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION
2. 3.
4. 5. 6.
1.1. OBJETIVOS EL SISTEMA DE PRODUCCION Y SUS COMPONENTES CAPACIDAD DE PRODUCCION DEL SISTEMA 3.1. FLUJO NATURAL 3.2. LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL 3.2.1.BOMBEO MECANICO 3.2.2.GAS LIFT 3.2.3.BOMBEO HIDRAULICO 3.2.4.BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE 3.2.5.BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS 3.2.6.OPTIMIZACION POR ANALISIS NODAL RECOMENDACIONES CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA
*. INTRODUCCION Un sistema de producción es aquel que tiene la capacidad de transportar fluido del yacimiento hasta la superficie y separarlo en petróleo, gas y agua. Si es necesario, el petróleo y el gas, son tratados y preparados para la venta o el transporte desde el Campo. Cualquier caudal de agua producido, tami!n es tratado y preparado para su re"inyección en el reservorio. #a optimi$ación de la producción garanti$a que los po$os e instalaciones est!n esperando su m%&imo potencial a todo momento, para ma&imi$ar la producción o ganancias. #os enfoques actuales de optimi$ación de producción manual son tanto consumidores de tiempo como propensos a error deido a la comple'idad y los grandes vol(menes de data que deen ser considerados. #os camios frecuentes en el po$os y en los equipos en superficie a lo largo del tiempo, los traa'os de mantenimiento, las condiciones amientales del yacimiento, otros, generalmente les imposiilitan a los ingenieros mantener condiciones óptimas de operación.
1.1 OBJETIVOS El o'etivo de la optimi$ación de la producción es encontrar los me'ores escenarios operacionales en un tiempo dado, su'etos a todo tipo de limitaciones, para alcan$ar ciertos o'etivos operacionales. Estos o'etivos pueden variar de un campo a otro y a trav!s del tiempo. #os o'etivos operacionales m%s t)picos son ma&imi$ar las tasas diarias de producción o minimi$ar los costos de producción. #a optimi$ación de la producción garanti$a que los po$os e instalaciones est!n esperando su m%&imo potencial a todo momento, para ma&imi$ar la producción o ganancias.
2. EL SISTEMA DE PRODUCCION Y SUS COMPONENTES
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El sistema de producción est% formado por el yacimiento, la completación, el po$o y las l)neas de flu'o en la superficie. El yacimiento es una o varias unidades de flu'o del susuelo creadas e interconectadas por la naturale$a, mientras que la completación *perforaciones ó ca+oneo, el po$o y las facilidades de superficie es infraestructura construida por el homre para la e&tracción, control, medición, tratamiento y transporte de los fluidos hidrocaruros e&tra)dos de los yacimientos. Un sistema de producción est% compuesto por los siguientes componentes /edio 0oroso Completación *Estimulación, 0un$ado, y Engravado Conducto vertical u hori$ontal o inclinado con v%lvulas de seguridad y placas de choque. Un sistema de levantamiento 1rtificial, tal como omas, v%lvulas de gas"#ift, etc. #)neas de Conducción hori$ontales con placas de choque y otros componentes de ca+er)as como v%lvulas, codos, etc.
3. CAPACIDAD DE PRODUCCION DEL SISTEMA El proceso de producción de un po$o de petróleo se inicia desde el instante en que los fluidos comien$an a moverse desde el radio e&terno de drena'e del yacimiento y termina cuando son recolectados en la estación de flu'o. #os fluidos transportados pierden energ)a en el yacimiento, en el po$o y en la l)nea de flu'o que los lleva a la estación recolectora. Cuando la energ)a del yacimiento es suficiente para completar el proceso de producción, se dice que el po$o produce por flu'o natural, y cuando es necesario utili$ar alguna fuente e&terna de energ)a para el levantamiento de fluidos, desde el fondo del po$o hasta la estación, se dice que el po$o produce mediante levantamiento artificial.
3.1. FLUJO NATURAL #a tasa de producción de un po$o es producto de un perfecto alance entre la oferta de energ)a del yacimiento y la demanda de energ)a del po$o, incluyendo sus facilidades de transporte en la superficie. 0ara reali$ar este alance, es necesario cuantificar el consumo de energ)a en los distintos componentes del sistema de producción. Inicialmente, la energ)a del yacimiento es, por lo general muy alta y el po$o producir% por flu'o natural altos caudales de l)quido. No ostante, para e&plotarlo eficientemente es necesario controlar la tasa de producción de los po$os. Con el tiempo, la energ)a del yacimiento ser% insuficiente para levantar los fluidos desde el fondo hasta la superficie y el po$o de'ar% de producir por flu'o natural.
3.2. LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL El t!rmino levantamiento artificial se refiere al uso de medios artificiales para incrementar el flu'o de l)quidos, tales como petróleo ó agua, desde po$os de producción hacia la superficie. 2eneralmente esto se logra por medio de dispositivos mec%nicos en el po$o, tales como omas, o reduciendo el peso de la columna hidrost%tica por medio de la inyección de gas a cierta profundidad del po$o. El levantamiento artificial se necesita en aquellos po$os donde la presión del yacimiento no es suficiente para eyectar los fluidos hasta la superficie, aunque a menudo se usa
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en po$os fluyentes naturales *los cuales t!cnicamente no lo necesitan para aumentar el caudal por encima de lo que el po$o fluir)a naturalmente. El fluido producido puede ser petróleo, agua o una me$cla de amos, t)picamente incluyendo una cierta cantidad de gas.
3.2.1. BOMBEO MECANICO El 3omeo mec%nico es el m%s com(n de los m!todos de levantamiento artificial. 1pro&imadamente el 456 de todos los po$os en los Estados Unidos est%n a'o levantamiento artificial. El 3omeo mec%nico aarca cerca del 476 de todos los po$os haciendo de este el m!todo primario de levantamiento domestico. 3eam 0umping *otra forma de llamar al omeo por caillas cuando una unidad con viga via'era es usada es el m%s antiguo y ampliamente usado m!todo de levantamiento artificial costa adentro. Es usualmente el m%s económico y el sistema m%s f%cil de mantener cuando es dise+ado y operado apropiadamente. #a eficiencia del sistema es la relación de la m)nima energ)a requerida para la producción actual dividida entre la energ)a real consumida por el motor. Un 576 de eficiencia del sistema es e&celente y es la eficiencia m%s alta que puede esperarse tenga un sistema de omeo mec%nico convencional. Sin emargo, pocos sistemas por omeo mec%nico realmente operan en un 576 de eficiencia. 0rolemas comunes tales como golpe de fluido, pistón de la oma desgastado, fugas en la v%lvula via'era o fi'a, y una unidad severamente fuera de alance, pueden reducir la eficiencia del sistema hasta menos de un 876. Una oma severamente da+ada o una fuga en la tuer)a pueden resultar en una eficiencia del sistema menor al 876.
Fuentes de Reducción de Rentabilidad: 0ara optimi$ar el comportamiento de sistemas por omeo mec%nico es importante identificar y entender los prolemas que reducen la rentailidad. #as dos principales fuentes de reducción de rentailidad son a'a eficiencia del sistema y fallas en el equipo. Nosotros podemos sudividir este de la siguiente manera-
Eficiencia baja del sistema: 3oma desgastada. 2olpe de fluido. Unidad desalanceada. /al dise+o del tama+o del motor.
Fallas del equipo: Caillas partidas. 9uga en tuer)a. 9allas en la oma. 9allas en la ca'a de engrana'e
Herramientas Modernas en la Optimización de Bombeo Mecánico
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Software de nálisis !ia"nostico: 1yuda a detectar prolemas con el sistema e&istente de omeo. #O!!$% es un programa de computadora desarrollado por :heta enterprise para este propósito. El capitulo del 1n%lisis diagnostico descriir% el uso de tales programas de computadora. Software &redicti'o (dise)o*: 0ermite predecir el efecto de los camios en el sistema e&istente, o predecir el comportamiento o las cargas del nuevo sistema. El programa de computadora #O!S+# discutido en Dise+o del Sistema es la herramienta m%s avan$ada disponile para este propósito. Software para Balancear la ,nidad de Bombeo: El (nico comercialmente disponile programa de computadora ha sido desarrollado por :heta Enterprise y es llamado -B./-E0 Este programa permite- 1* Encontrar el momento de contraalanceo e&istente sin necesidad de medir en el campo el efecto del contraalanceo. 2* Determinar hacia donde mover las pesas para alancear la unidad. 3* Determinar si las pesas e&istentes son suficientes para alancear la unidad. 4* Decidir qu! tipo y cuantas pesas ordenar al momento de comprar una unidad de omeo nueva. -onsoladores de Bombeo: Incrementan la eficiencia del sistema y minimi$an las fallas por fatiga. #os Controladores de omeo minimi$an los efectos adversos del golpe de fluido, que es la m%s com(n de las condiciones de operación en po$os por omeo mec%nico.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS Como cualquier otro m!todo de levantamiento artificial, el omeo mec%nico tiene sus pros y contras que son importantes cuando se determina que m!todo de levantamiento usar para una aplicación particular. Uno de los factores m%s importantes a considerar es la m%&ima tasa de producción que deseas de tus po$os. . Como puede verse, dependiendo de la profundidad de la oma, el omeo mec%nico puede no cumplir con la capacidad de producción deseada. #a capacidad de producción del omeo mec%nico cae r%pidamente con profundidad. Sin emargo, en el rango en el que puede usarse el 3omeo /ec%nico, es dif)cil superar su eficiencia, versatilidad y facilidad de servicio. Usualmente la decisión de que m!todo de levantamiento utili$ar depende de muchos factores que incluyen- #ocali$ación geogr%fica, disponiilidad de electricidad o gas, producción de arena u otros sólidos, desviación del po$o, acumulación de escamas y parafinas, costos del equipo, etc. 0ara ayudarte en tales dediciones, lo que sigue es un resumen de las principales venta'as y desventa'as del omeo mec%nico-
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#a función del sistema de omeo mec%nico por caillas es transmitir la potencia hasta la oma de fondo para levantar los fluidos del yacimiento hasta la superficie. #a oma de caillas, omeando el fluido que fluye desde la formación hasta el fondo del po$o, disminuye la presión en el fondo. Un diferencial de presión grande entre la formación y el fondo del po$o incrementa la tasa de producción. Como muestra la Fi"ura 20$5 el sistema de omeo por caillas consiste en equipo de superficie y de fondo. El equipo de superficie incluye la unidad motri$ *motor el!ctrico o motor a gas, unidad de omeo, arra pulida, prensa estopa, cae$al, y l)neas de flu'o. El equipo de fondo incluye el revestidor, tuer)a de producción, sarta de caillas, oma de fondo, ancla de gas *opcional, niple de asentamiento, niple perforado ancla de lodo *tuo de arro.
3.2.2. GAS LIFT
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:ami!n llamado sistema de omeo neum%tico, es un m!todo importante de levantamiento artificial que no necesita ning(n tipo de oma, consiste en inyectar gas natural dentro del po$o a una presión relativamente alta *en el campus 2ustavo 2alindo se inyecta a una presión de ;87";47 0si en superficie al espacio anular, el cual pasa a la tuer)a de producción a trav!s de v%lvulas colocadas en uno o m%s puntos de inyección. E&isten dos m!todos de gas #ift que son los siguientes 3omeo neum%tico continuo En este m!todo se introduce un volumen continuo de gas a alta presión por el espacio anular a la tuer)a de producción para airear o aligerar la columna de fluidos, hasta que la reducción de la presión de fondo permita una diferencial suficiente a trav!s de la formación, causando que el po$o produ$ca al gasto deseado. 0ara reali$ar esto se usa una v%lvula en el punto de inyección m%s profundo con la presión disponile del gas de inyección, 'unto con la v%lvula reguladora en la superficie. Este m!todo se usa en po$os con alto )ndice de productividad *I0<7.5 3l= d)a= l=p g> y pres ión de fo nd o flu yen do rel at iva men te alta, *columna hidrost%tica del orden del 576 o m%s en relación con la profundidad del po$o.En po$os de este tipo la producción de fluidos puede estar dentro de un rango de>77 a >7777 3l=d)a a trav!s de tuer)as de producción comunes. Si se e&plota por el espacio anular, es posile otener a(n m%s de ?7777 3l=d)a. El di%metro interior de la :0 *tuer)a de producción rige la cantidad de flu'o, siempre y cuando el )ndice de productividad del po$o, la presión de fondo fluyendo, el volumen y la presión del gas de inyección y las condiciones mec%nicas sean ideales.
Bobeo neu!tico inte"itente El omeo neum%tico intermitente consiste en producir periódicamente determinado volumen de aceite impulsado por el gas que se inyecta a alta presión, el gas es inyectado en la superficie al espacio anular por medio de un regulador, un interruptor o por la cominación de amos@ este gas pasa posteriormente del espacio anular a la :0 a trav!s de una v%lvula que va insertada en la :0. Cuando la v%lvula are, el fluido proveniente de la formación que se ha estado acumulando dentro de la :0, es e&pulsado al e&terior en forma de un tapón o ache de aceite a causa de la energ)a del gas, Sin emargo, deido al fenómeno de AresalamientoB del l)quido, que ocurre dentro de la tuer)a de producción, solo una parte del volumen de aceite inicial se recupera en superficie, mientras que el resto cae al fondo del po$o integr%ndose al ache de aceite en formación. Despu!s de que la v%lvula cierra, transcurre un periodo de inactividad aparente, en el cual la formación productora continua aportando fluido al po$o, hasta formar un determinado volumen de aceite con el que se inicia otro ciclo. En el omeo neum%tico intermitente el gas es inyectado a intervalos regulares, de tal manera que el ciclo es regulado para que coincida con la relación de fluidos queest% produciendo la formación hacia el po$o. El omeo neum%tico intermitente es usado en po$os las siguientes caracter)sticas- 3a'o )ndice de productividad, a'a 2# de yacimiento, a'a presión de yacimiento, a'as tasas de producción, po$os sin producción de arena, en po$os con a'a presión de fondo, columna hidrost%tica del orden del 876 o menor en relación ala profundidad. #as caracter)sticas de los yacimientos del campo 1ncón cumplen con los requisitos necesarios para la aplicación del sistema de omeo neum%tico intermitente.
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VENTAJAS 2ran fle&iilidad para producir con diferentes tasas 0uede ser utili$ado en po$os desviados usando mandriles especiales Ideal para po$os de alta relación gas " l)quido y con producción de arena Se pueden producir varios po$os desde una sola planta o plataforma El equipo del susuelo es sencillo y de a'o costo 3a'o costo de operación 9le&iilidad- Se a'usta pr%cticamente a cualquier profundidad y tasa de producción /ateriales arasivos como la arena ofrecen pocos prolemas. Se adapta a po$os desviados. 0uede ser usado en po$os de a'a productividad con alta relación gas"aceite. El dise+o puede ser camiado con unidad de cale sin sacar la tuer)a. #as v%lvulas pueden ser rempla$adas sin necesidad de matar el po$o o de sacar el tuing.
DESVENTAJAS Se requiere una fuente de gas de alta presión No es recomendale en instalaciones con revestidores muy vie'os y l)neas de flu'o muy largas y de peque+o di%metro El gas de inyección dee ser tratado No es aplicale en po$os de crudo viscoso y=o parafinoso Su dise+o es laorioso 1plicale a po$os de hasta 7.777 pies #a escase$ de gas natural puede limitar su uso. 9ormación de hidratos en la l)nea de inyección de gas puede causar demasiadas paradas. Dif)cil recuperación de las v%lvulas en po$os altamente desviados. Se dificulta en po$os de muy a'a presión de fondo y a'a producción
3.2.3. BOMBEO HIDRAULICO El omeo hidr%ulico se asa en un principio sencillo- A#a presión e'ercida sore la superficie de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las direccionesB. 1plicando este principio es posile inyectar desde la superficie un fluido a alta presión que va a operar el pistón motor de la unidad de susuelo en el fondo del po$o. El pistón motor esta mec%nicamente ligado a otro pistón que se encarga de omear el aceite producido por la formación. #os fluidos de potencia m%s utili$ados son agua ycrudos livianos que pueden provenir del mismo po$o.En cuanto a su función, podemos considerar dos posiilidades e&tremas de omas-las que dan un gran caudal a peque+a presión y las que dan un peque+o caudal a altapresión.#a misión del primer tipo ser% evidentemente llenar r%pidamente las conducciones ycavidades del circuito *como ocurre al hacer salir un cilindro que traa'e en vac)o. #as del
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segundo tipo servir%n para hacer suir y mantener la presión en el circuito. Claro que en la mayor)a de los casos no se van a usar dos omas y hay que uscar un compromiso entre estos e&tremos. Ftras consideraciones llevan a la necesidad de construir omas que tengancaracter)sticas determinadas. 1s), para otener una velocidad constante en un cilindro, nos har% falta una oma de caudal constante. Si queremos despu!s mantener el cilindro en posición " para lo que nos ast a compensar las fugas " no necesitaremos todo el caudal, por lo que nos puede interesar una oma capa$ de traa'ar a dos caudales constantes- uno alto y otro a'o. Ftro tipo de prolemas e&igir% omas de caudal regulale en uno o en dossentidos, omas de potencia constante, etc.#as omas se farican en muchos tama+os y formas " mec%nicas y manuales G conmuchos mecanismos diferentes de omeo y para aplicaciones muy distintas. Una oma hidr%ulica es un dispositivo tal, que reciiendo energ)a mec%nica de unafuente e&terior, la transforma en una energ)a de presión transmisile de un lugar a otrode un sistema hidr%ulico a trav!s de un l)quido cuyas mol!culas est!n sometidasprecisamente a esa presión.#os sistemas de omeo hidr%ulico proporcionan una fle&iilidad e&traordinaria en lainstalación y capacidad de funcionamiento para cumplir una amplia gama derequerimientos de e&tracción artificial. #a instalación de la potencia superficial puedeponerse en un lugar central para servir a po$os m(ltiples, o como una unidadconveniente montada sore pat)n locali$ada en el lugar del po$o individual.E l requerimiento de equipo m)nimo en el cae$al del po$o acomoda de cerca el pedestalde perforación espaciado de cerca, o las terminaciones de plataforma, as) como losrequerimientos superficiales de perfil a'o.
#a$acidades de Funcionaiento #as capacidades de funcionamiento significativas de este sistema de hidr%ulico dee&tracción incluyenCaudales de producción desde 77 hasta 5.777 30D " a'ustales en la superficie, del >7 a 776 de capacidad. 0rofundidades de operación mayores de 5.777 pies. Selección de omas de chorro de pistón de despla$amiento positivo para quefuncionen en tuos de >H a ; pulgadas. #as omas de despla$amiento positivo pueden lograr m%&imo volumen dedesage remanente. #as omas de chorro mane'an altas relaciones de gas=petróleo, y fluidos delpo$o que son arenosos, corrosivos o de alta temperatura. Uso del agua o crudo producido como fluido de potencia. Sistemas de fluido de potencia cerrados para que las instalaciones de laoma de pistón a)slen el fluido de potencia de la producción. #as omas de chorro y de pistón pueden enca'ar intercamiadas en el mismocon'unto del fondo del po$o de Homa lireB.
BO%BEO &IDR'()I#O TI*O JET +#&ORRO, El omeo hidr%ulico tipo Jet, es un mecanismo de producción de po$os petroleros, que act(a mediante la transferencia de potencia a una oma de susuelo con
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unfluido presuri$ado que es omeado a trav!s de la tuer)a de producción. #a omade susuelo act(a como un transformador convirtiendo la energ)a del fluido motri$ enenerg)a potencial o presión sore los fluidos producidos.#a oma de susuelo tipo Jet, logra su acción de omeo mediante la transferenciade energ)a entre dos corrientes de fluidos. #a alta presión del fluido motri$ enviadodesde la superficie pasa a trav!s de una oquilla donde su energ)a potencial o presiones convertida en energ)a cin!tica en la forma de chorro de fluido a gran velocidad. Elfluido a producir es succionado y me$clado con el fluido motri$ en la garganta de laoma y llevado a superficie.
VENTAJAS Son muchas las venta'as del omeo hidr%ulico tipo 'et, mencionamos entreotrasK9le&iilidad en la rata de producción. KC%lculo de la 0Lf en condiciones fluyentes por el programa de dise+o. K#a oma Jet no tiene partes móviles lo que significa alta duración y menor tiempo en tareas de mantenimiento. K0uede ser instalada en po$os desviados. K0ueden ser f%cilmente operadas a control remoto. K0uede omear todo tipo de crudos, inclusive crudos pesados. K#as omas de susuelo pueden ser circuladas o recuperadas hidr%ulicamente.Esta venta'a es muy importante porque reduce los requerimientos de los equipos de reacondicionamiento *LorMover para hacer el mantenimiento a los equipos de susuelo.
BO%BEO &IDR'()I#O TI*O *IST-N #as omas de pistones est%n formadas por un con'unto de peque+os pistones que van suiendo y a'ando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del e'e. Estas omas disponen de varios con'untos pistón"cilindro de forma que mientras unos pistones est%n aspirando l)quido, otros lo est%n impulsando, consiguiendo as) un flu'o menos pulsante@ siendo m%s continuo cuantos m%s pistones haya en la oma@ el l)quido pasa al interior del cilindro en su carrera de e&pansión y posteriormente es e&puls%ndolo en su carrera decompresión, produciendo as) el caudal. #a eficiencia de las omas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de traa'o m%s elevadas que las omas de engrana'es o de paletas.
VENTAJAS " 0ueden ser usados en po$os profundos *=" ?777 pies. " No requieren taladro para remover el equipo de susuelo. " 0uede ser utili$ado en po$os desviados, direccionales y sitios inaccesiles. " arios po$os pueden ser controlados y operados desde una instalación centraldecontrol. " 0uede mane'ar a'as concentraciones de arena.
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DESVENTAJAS "Costo inicial alto. " #as instalaciones de superficie presentan mayor riesgo,por la presencia de altas presiones. " 1ltos costosen la reparación del equipo. " No es recomendale en po$os de alto 20. "0rolemas de corrosión. " Eldise+oes comple'o.
3.2.4. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE El omeo electrosumergile es un sistema de levantamiento artificial aplicado para despla$ar vol(menes de crudo con una alta eficiencia y econom)a, en yacimientos potencial mente rentales *o en su defecto con grandes prospectivas y en po$os profundos, con el o'eto de mane'ar altas tasas de flu'o. Este m!todo es aplicado generalmente cuando se presentan los siguientes casos 1lto )ndice de productividad. 3a'a presión de fondo. 1lta relación agua G petróleo. 3a'a relación gas G l)quido. El 3ES se asa en la utili$ación de omas centr)fugas *de m(ltiples etapas de susuelo uicadas en el fondo del po$o, estas son accionadas por motores el!ctricos. El 3ES tiene un rango de capacidades que va desde >77 a 4777 30D, traa'a a profundidades entre los >777 y 5777 pies, el rango de eficiencia est% entre ? G O?6 y puede ser usado en po$os tanto verticales como desviados o inclinados. El omeo electrosumergile ha proado ser un sistema artificial de producción eficiente y económico. En la industria petrolera, comparativamente con otros sistemas artificiales de producción tiene venta'as y desventa'as, deido a que por diversas ra$ones no siempre puede resultar el me'or, es decir un po$o candidato a producir artificialmente con omeo electrosumergile, dee reunir caracter)sticas que no afecten su funcionamiento como las altas relaciones gas=aceite, las altas temperaturas, la presencia de arena en los fluidos producidos, que son factores con influencias indeseales sore la eficiencia del apare'o. Entre las caracter)sticas del sistema est%n su capacidad de producir vol(menes considerales de fluido desde diferentes profundidades, a'o una amplia variedad de condiciones del po$o y particularmente se distingue por qu!, el motor est% directamente acoplada con la oma en el fondo del po$o.
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Una unidad t)pica de 3ES est% constituida en el fondo del po$o por los componentesmotor el!ctrico, protector, sección de entrada, oma electrocentr)fuga y cale conductor. #as partes superficiales son- cae$al, cale superficial, :alero de control y transformador. 1dem%s, se incluyen todos los accesorios necesarios para asegurar una uena operación, como sonSeparador de gas, fle'es para cale, e&tensión de la mufa, v%lvula de drene, v%lvula de contrapresión, centradores, sensor de presión y temperatura de fondo, dispositivos electrónicos para control del motor, ca'a de unión, y controlador de velocidad variale. #a integración de los componentes mencionados anteriormente es indispensale, deido a que cada uno lleva a cao una función esencial en el sistema para otener las condiciones de operación deseadas que permitan impulsar a la superficie los hidrocaruros.
PARÁMETROS A CONTROLAR EN EL BES erificación del nivel de fluido. erificación de la instalación. 0resiones de cae$al y fondo. Seguridad y optimi$ación.
VENTAJAS P #os costos de levantamiento para grandes vol(menes son a'os. P Es usado en po$os verticales y desviados. P 0ueden mane'ar tasas de producción alrededor de >77 G 47777 30D. P Este tipo de instalaciones no impacta fuertemente en las $onas uranas. P 3a'o mantenimiento. 12
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P Se facilita el monitoreo de presiones y temperaturas de fondo del hoyo, a trav!s del uso de sensores. P 0uede ser mane'ado en po$os con grandes cortes de agua y a'a relación gas" l)quido. 1lta resistencia en amientes corrosivos dentro del hoyo.
DESVENTAJAS P Es imprescindile la corriente el!ctrica, se requiere de altos volta'es. P #os cales se deterioran al estar e&puestos a altas temperaturas. P #os cales dificultan el corrido de la tuer)a de producción. P No es recomendale usar cuando hay alta producción de sólidos. P No es funcional a altas profundidades deido al costo del cale, a posiles prolemas operacionales y a los requerimientos de alta potencia de superficie. P Con la presencia de gas lire en la oma, no puede funcionar ya que impide el levantamiento. P #as omas est%n afectadas por- temperatura de fondo y producción de arena.
3.2.5. BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS 1rtificial de crudos pesados, medianos y livianos que ofrece una amplia versatilidad, alta eficiencia y a'o costo. #a geometr)a simple de este tipo de omas constituidas principalmente por un rotor met%lico y un estator elastom!rico le confieren al sistema tales venta'as. #as omas de despla$amiento positivo se caracteri$an por ofrecer un caudal constante *teóricamente aunque se var)e le presión de descarga de la misma, lo que representa una de las mayores venta'as de este tipo de omas. 1dicionalmente mediante la tecnolog)a de cavidades progresivas se pueden omear fluidos con contenidos de agua, arena y parafinas. #os esfuer$os reali$ados en investigación y desarrollo de omas de cavidades progresivas han permitido desarrollar sistemas con elevada capacidad de producción y levantamiento. Es fundamental que se realice una adecuada selección del material elastom!rico para garanti$ar un uen desempe+o de la oma por lo que este m!todo de levantamiento artificial depende consideralemente de la disponiilidad de materiales elastom!ricos para mane'ar fluidos de diversa naturale$a qu)mica. 1lgunas fallas presentadas por los estatores elastom!ricos de las omas de cavidades progresivas *3C0 'ustifican la necesidad de identificar las causas de dichas fallas y estalecer los controles necesarios sore criterios de selección, dise+o e instalación de omas en las completaciones.
VENTAJAS #a simplicidad del equipo permite me'orar el omeo en gran variedad de fluidos. 0uede ser regulada la tasa de omeo seg(n las e&igencias del po$o. ariación de la velocidad en el cae$al de otación, esto se efect(a con simples 3omea con )ndices de presión interna inferior al de las omas alternativas, lo que significa menor flu'o en la columna del po$o para alimentarla, pudiendo succionar a una presión atmosf!rica.
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1l contrario del sistema alternativo, la 3C0 presenta un torque constante en la sarta de omeo dentro del po$o, tienen menos fricción, reduciendo significativamente el consumo de energ)a, llegando a economi$ar hasta 576 la energ)a comparada con otros m!todos. #os sistemas 3C0 puede alcan$ar altas tasa de omeo eliminado la necesidad de camiar el equipo cuando las condiciones de los po$os disminuyen o prestan variaciones en la producción E&isten dos tipos de configuraciones en con'untos de fondo 3C03oma 3C0 Insertale 3oma Insertale, conformada por un Estator y otor en forma integral y=o en con'unto, m%s una $apata de asentamiento, el cual esta acoplado a la tuer)a de producción, despu!s de proar, chequear y medir, se procede a a'ar la toda la sarta de tuer)a de producción con $apata de ancla'e y ancla y=o colgar la misma, se procede a conectar la sarta de caillas con el con'unto Estator Q otor *3C0 Insertale. 3oma 3C0 :uular, el cual est% conformada por un :uo vulcani$ado con elastómero de dole o triple h!lices llamado Estator el cual se acopla a la tuer)a de producción y un arra de acero cromada de una dole h!lices llamado otor acoplado al tren de caillas o varillas de rotación.
3.2.6 OPTIMIZACIN DE LA PRODUCCIN MEDIANTE ANÁLISIS NODAL #as compa+)as productoras de petróleo y gas reali$an continuamente grandes esfuer$os por agregar valor a sus corporaciones y me'orar as) sus resultados financieros. Estos esfuer$os est%n dirigidos a mediano y largo pla$o a ma&imi$ar el factor de recoro de los yacimientos y a corto pla$o a acelerar el recoro de las reservas recuperales, la primera es una meta de a+os para el equipo multidisciplinario de personas que laoran en la Fptimi$ación Integrada del Racimiento, la segunda es el d)a a d)a del equipo multidisciplinario de personas que laoran en la Fptimi$ación :otal del Sistema de 0roducción. Esta (ltima, aunque es un suproceso de la primera, constituye el AN(cleo del NegocioB *ACore 3usinessB de la Corporación ya que permite ma&imi$ar la producción total diaria de hidrocaruros y=o el eneficio neto */ producto de la venta de los mismos. Una de las t!cnicas m%s utili$adas para optimi$ar sistemas de producción, dada su comproada efectividad y confiailidad a nivel mundial, es el 1n%lisis Nodal@ con la aplicación de esta t!cnica se adecua la infraestructura tanto de superficie como de susuelo, para refle'ar en el tanque el verdadero potencial de producción de los po$os asociados a los yacimientos del sistema total de producción. En otras palaras, se logra cerrar la recha e&istente entre la producción real de los po$os y la producción que deer)a e&hiir de acuerdo a su potencial real de producción. El 1n%lisis Nodal %sicamente consiste en detectar restricciones al flu'o y cuantificar su impacto sore la capacidad de producción total del sistema. Consiste en reali$ar varios an%lisis de sensiilidad de las variales m%s importantes y cuantificar su impacto sore la producción. #as variales que mayor impacto tienen sore la producción son los cuellos de otella del sistema. #as oportunidades de
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me'oras se deen uscar tanto en variales de AFutfloLB ó Demanda y en variales del AInfloLB ó demanda. 9inalmente se selecciona la me'or opción t!cnico"económica.
ME+O!O.O%6 !E. /7.$S$S/O!. Ta sido aplicado para anali$ar el comportamiento de sistemas compuestos por componentes iterativos, primero- circuitos el!ctricos, despu!s- sistemas comple'os de redes de tuer)as sistemas de omeo etc. Su aplicación a sistemas de po$os productores fue propuesta por 2ilert, y aplicada por Nind y 3roLn. El propósito del 1n%lisis Nodal es anali$ar los componentes de sistemas f)sicos *como son po$os de aceite o gas, l)neas de descarga, redes de tuer)as, etc. para predecir la capacidad de flu'o del sistema y optimi$ar dichos componentes. 0ara resolver prolemas de producción totales, los nodos son colocados entre los segmentos del sistema *conectores definidos por ecuaciones o correlaciones.
El análisis nodal se emplea para obtener el efecto que sobre el "asto tendr8an las si"uientes acciones
Disminuir la presión de separación. Eliminar v%lvulas o cone&iones inapropiadas Colocar separadores a oca de po$oSeparar con la presión necesaria para transportar el aceite hasta la central de recolección. Separar a a'a presión y omear el aceite hasta la central de recolección. Dise+ar la tuer)a de producción Dise+ar la l)nea de descarga Determinar el gasto de producción, considerando la geometr)a del po$o y su terminación. Determinar las condiciones de flu'o a las que un po$o se agotar% Instalar un sistema artificial de producción.
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0resión est%tica del yacimiento- Determinar el gasto de flu'o para diferentes presiones promedio del yacimiento. 0resión de fondo fluyendo- El yacimiento o capacidad del po$o vs. Sistema total de tuer)as. 0resión en la cae$a del 0o$o- :uer)a de producción y comportamiento de afluencia vs. #)nea de descarga y presión del separador. 0resión en el estrangulador- 1unque su función es separar los efectos de contra"presión de la superficie con el yacimiento, pr%cticamente responde de igual forma que en la cae$a del po$o. 0resión en el separador- Dise+o de la presión de separación, dise+o del S10 3omeo neum%tico, dise+o de la presión en la red de 3N.
4. RECOMENDACIONES Se dee tener conocimientos claros del comportamiento del yacimiento al momento del dise+o de un sistema levantamiento artificial, ya que un dise+o inadecuado o una instalación defectuosa influir%n indesealemente en la eficiencia del sistema. #os estudios de me'oramiento de producción que no est!n conectados con sistema de optimi$ación automati$ado tienen valor limitado porque sus recomendaciones se vuelven osoletas r%pidamente.
5. CONCLUSIONES #os diferentes m!todos para optimi$ar la producción pueden me'orar el flu'o del caudal producido de fluido, a fin de hacerlo eficientemente, se dee controlar el flu'o del caudal y otener el m%&imo porcenta'e de productividad en el po$o. Cualquiera que fuere el sistema elegido para producir, el correcto dise+o, instalación y monitoreo garanti$ara la eficacia del mismo.
6. BIBLIOGRAFIA http-==erevistas.saer.ula.ve=inde&.php=cienciaeingenieria=article=vieL9ile=>O=>84 http-==LLLelrinconpetrolero.logspot.com=>774=7=produccion"de"hidrocaruros" manual"de.html es.scrid.com=...=8?877"O!"#$#%&'#()"de"#a" P*(+,''#()
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