BOMBEO HIDRÁULICO
CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN 2. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET 2.1. Descripción del Principio Físico 2.2. Modelamiento Matemático 2.3. Diseño 2.4. Ejemplo de Diseño 2.5. Especificaciones y Descripción del Equipo 2.6. Prácticas Operacionales 2.7. Evaluación Financiera 2.8. Problemas 2.9. Ventajas y Desventajas Figuras No. 1 y 2. Fuente: http://www.weatherford.com/
3. CONCLUSIONES 4. BIBLIOGRAFÍA
CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN 2. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET 2.1. Descripción del Principio Físico 2.2. Modelamiento Matemático 2.3. Diseño 2.4. Ejemplo de Diseño 2.5. Especificaciones y Descripción del Equipo 2.6. Prácticas Operacionales 2.7. Evaluación Financiera 2.8. Problemas 2.9. Ventajas y Desventajas Figuras No. 1 y 2. Fuente: http://www.weatherford.com/
3. CONCLUSIONES 4. BIBLIOGRAFÍA
INTRODUCCIÓN Una vez comunicada la zona de interés con el pozo, puede ocurrir que el pozo sea puesto en funcionamiento por flujo natural. Cuando la energía natural que empuja a los fluidos es insuficiente o deja de ser suficiente, se recurre a métodos artificiales o sistemas de levantamiento artificial para continuar extrayendo el petróleo. El Bombeo Hidráulico es un sistema de levantamiento artificial que tiene por objetivo transformar la energía mecánica suministrada por el motor de arrastre (eléctrico o de combustión interna) en energía oleohidraúlica. Los sistemas de bombeo hidráulico se pueden dividir en dos clases de acuerdo al tipo de bomba de subsuelo: Bombas Hidráulicas Tipo Pistón y las Bombas Hidráulicas Tipo Jet.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN Figura No. 3: Estructura Interna de una Bomba Hidráulica Tipo Pistón.
El sistema de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón es un sistema reciprocante, es decir, succiona y expulsa el fluido alternadamente, el cual es forzado a salir de un par de cilindros por la acción de cada uno de los pistones.
Fuente: Melo, Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN CARACTERÍSTICAS:
Puede alcanzar mayores profundidades que otros sist emas. Facilidad con que se instalan y recuperan las bombas sub-superficiales (Bomba tipo libre). La instalación de este tipo de bombeo es ideal cuando se tienen a gran profundidad, a baja presión y bajas relaciones gas-aceite, grandes volúmenes de fluido por producir (hasta 5000 bl/día). Puede operar en pozos direccionales. Control del sistema de varios pozos desde un punto único. Desde ese punto, el operador puede: Cerrar o abrir uno, cualquiera o todos los pozos, o la combinación deseada de pozos. Graduar la velocidad de la bomba en cada pozo. Medir la velocidad de la bomba en cualquier pozo. Manejo de crudos pesados.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN & JET FLUIDO MOTRIZ El fluido motriz (petróleo o agua), tiene como función la de proporcionar la energía necesaria para accionar el motor de la unidad de producción y además lubricar todas las partes del sistema. Fluido limpio
Características más importantes que deberá poseer el fluido motriz
Contenido de sólidos mínimo Baja viscosidad Alto poder de lubricación
PARÁMETROS DE CALIDAD: Contenidos de sólidos: de 10 a 15 PPM Tamaño de partículas: máximo de 15 micras. BSW : menor del 3% Salinidad: menor de 12 lbs./kbls
Sistema abierto de fluido motriz : Acciona la bomba, entra en la
TIPOS
corriente del fluido producido y retorna a la superficie mezclado con éste. Sistema cerrado de fluido motriz: No se mezcla con el fluido producido, sino que es retornado a la superficie por una tubería separada.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET PRINCIPIO FÍSICO
Video No. 1. Fuente: http://www.sertecpet.com.ec/public_html/index.php
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET MODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO Figura No. 4: Variables para la representación matemática de la Bomba Jet. Tabla No. 1: Variables involucradas en el diseño Jet.
Fuente: Los autores.
Fuente: Gómez, Luis. “VARIABLES PARA LA REPRESENTACIÓN MATEMÁTICA DE LA BOMBA JET: HYDRAULIC JET PUMP PERFORMANCE”.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET MODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO Tasa de flujo en la boquilla (BPD) Razón adimensional de áreas S O D I U Q Í L
Razón adimensional de flujo másico Razón adimensional de presión Eficiencia Área mínima para evitar la cavitación
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET MODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO Si se añade el volumen del gas libre al volumen del líquido:
Aplicando la correlación empírica para el factor volumétrico de formación total:
Se añade un área adicional para que pase el gas por el espacio anular de la garganta:
Área mínima para evitar la cavitación considerando la presencia de gas: PPS = PIP - Presión de succión (intake) a la bomba, psi.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DISEÑO Decidir qué sistema de inyección se utilizará: cerrado (CPF) o abierto (OPF); tipo de fluido motriz: petróleo o agua. Decidir si se ventea el gas por el anular, o a su vez este pasa por la bomba.
Se debe tener en cuenta
Escoger el mejor arreglo de tuberías, tanto de inyección, producción y descarga. Seleccionar la mejor bomba de fondo que encaje en la tubería de producción, y sea capaz de cumplir con los requerimientos del pozo. Elegir si se utilizará una planta central de inyección para todos los pozos, o se aplicará un sistema de inyección individual. Escoger la mejor bomba superficial para la inyección de fluido motriz y Seleccionar la unidad de procesamiento de fluido motriz más adecuada. Determinar la máxima eficiencia de la bomba.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DISEÑO Selección De La Bomba De Fondo
Correlación Para Determinar La Eficiencia Volumétrica
Tasa De Fluido Motriz Y Tasa De Producción
tq1= Desplazamiento del motor, en BPD por
P/E= Relación de
secciones bomba y motor, adimensional. N/L= Levantamiento neto o profundidad de asentamiento de la bomba, ft.
EP= Eficiencia
volumétrica de la bomba, fracción. Wc= Corte de agua, fracción. βt= Factor volumétrico total, BL/BF
SPM.
Q1’=Tasa teórica de fluido motriz, BPD (q1 x SPM). Q1 = Tasa real de fluido motriz, en BPD. q4=Desplazamiento de la bomba, en BPD por
SPM.
Q4’=Tasa de producción teórica, BPD ( q4xSPM). Q4=Tasa de producción real, en BPD (Q4=Q5+Q6). Q5= Producción de petróleo, en BPD. Q6= Producción de agua, en BPD. Q1’/ Q1= Eficiencia del motor, fracción. Q4/ Q4’= Eficiencia de la bomba, fracción
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DISEÑO
Fricción En La Bomba Correlación General
Correlación Utilizada Por Guiberson Correlación Utilizada Por Kobe, National OM Y OHI
FP= Fricción en la bomba, psi. N= Velocidad de régimen a la cual opera la bomba, SPM. Vpf es la potencia de la viscosidad del fluido,
cst.
Tabla No. 3: Valores de f p según el desplazamiento del pistón motor. Fuente: Poweroil v 1.0
DESPLAZAMIENTO MOTOR FP Pfr= Presión< de 4 0.fricción de la bomba, 0.406 psi. N= Rata de 40in. 2.85 3 1/2 0.000167 4 1/2 in. 0.000078 Tabla No. 2: Tamaño Del Tubing Vs Constante B. Fuente: Petroleum Engineers Handbook.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DISEÑO Cálculo de presiones que actúan en la bomba: Figura No. 5: Presiones y pérdidas por fricción en un sistema cerrado.
Fuente: Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
Ps= Presión de superficie (Bomba Triplex), psi. P1= Presión ejercida por el fluido motriz, psi. P2 y P3= Presión de descarga de motor y de bomba, psi. P4= Presión de admisión (intake) a la bomba (PIP), psi. PPR= Presión de retorno del fluido motriz, psi. Pwh= Presión en el cabezal del pozo, psi. Pwf= Presión de fondo fluyente, psi. F1, F2, F3= Pérdidas de presión por fricción en las tuberías, psi. FP= Pérdidas de presión por fricción en la bomba, psi. G1, G2, G3 y G4= Gradiente de presión (∆P / ∆h), psi / ft. h1= Profundidad de asentamiento de la bomba, ft. h4= Profundidad de sumergencia de la bomba, ft.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DISEÑO Cálculo de presiones que actúan en la bomba: Figura No. 6: Presiones y pérdidas por fricción en un sistema abierto.
Fuente: Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
Ps= Presión de superficie (Bomba Triplex), psi. P1= Presión ejercida por el fluido motriz, psi. P2 y P3= Presión de descarga de motor y de bomba, psi. P4= Presión de admisión (intake) a la bomba (PIP), psi. PPR= Presión de retorno del fluido motriz, psi. Pwh= Presión en el cabezal del pozo, psi. Pwf= Presión de fondo fluyente, psi. F1, F2, F3= Pérdidas de presión por fricción en las tuberías, psi. FP= Pérdidas de presión por fricción en la bomba, psi. G1, G2, G3 y G4= Gradiente de presión (∆P / ∆h), psi / ft. h1= Profundidad de asentamiento de la bomba, ft. h4= Profundidad de sumergencia de la bomba, ft.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO DATOS DE POZO Y RESERVORIO: Casing= 7”, 35 lb/ft. Tubería de inyección= 2 3/8”, ID 1.995”. Tubería de retorno= Anular Casing – Tubing. Profundidad de asentamiento de la bomba= 5500 - 5000 ft. Pr= 1540 psi, qmax = 1370 bpd. Temperatura de fondo= 130 ºF. Temperatura de superficie= 90 ºF.
DATOS DE PRODUCCIÓN: Presión de separador= 100 psi. Líneas de flujo= 200 ft, 4”,
Sch
40. Rata de producción deseada= 500 bpd.
CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO Y PVT: Gravedad específica del petróleo= 0.82 Gravedad específica del agua= 1.03 Gravedad específica del gas= 0.75 Viscosidad del petróleo= 2.5 cst. Viscosidad del agua= 0.65 cst. Presión de burbuja= 1600 psi. Corte de agua= 30% Producción de gas en el caudal de petróleo= 150 scf/bb. Presión de descarga= 1780 psi. Presión de succión= 1000 psi.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 1. Construir la curva de afluencia de fluidos de la formación: 1800 1600 1400 1200 ) i s P 1000 ( n o i s 800 e r P
600 400 200 0 0
200
400
600
800
1000
Tasa de Fluido (BPD)
Figura No. 7: Gráfica IPR. Fuente: Los autores.
1200
1400
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 2. Determinar el gradiente de presión del fluido producido y del fluido motriz :
3. Determinar la mínima área anular de la succión para evitar la cavitación:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 4. Seleccionar de los varios fabricantes una boquilla y una garganta cuyo valor de área anular de la garganta sea mayor o igual al calculado en el paso 3: Tabla No. 5: tamaño de boquillas Tabla y gargantas No. 4: Razón de de áreas y áreas anulares de bombas jet. Geometrías de bombas jet. Tabla No. 4: Razón de áreas y áreas anulares de Geometrías de bombas jet.
=
0,0103 0,0271
=
0,4
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 5. Escoger un valor para la presión superficial de inyección : Se escogen usualmente valores entre 2000 y 4000 psi; valores más altos para pozos profundos. Para este ejemplo se selecciona un valor de 2500 psi. 6. Calcular la presión y el caudal en la boquilla: Para el fluido motriz se considera flujo monofásico. Se procede iterativamente entre presión (P) y caudal (Q).
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 7. Caudal de descarga de la mezcla de fluidos:
Petróleo como fluido motriz: Se produce gas.
GOR de la descarga: Viscosidad de la mezcla en la descarga:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 8. Calcular la razón adimensional de presiones con la ecuación: Presión de descarga Pd= 1780 psi. =
− −
= ,
9. Calcular la razón adimensional de flujo másico:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 10. Verificar el valor de la razón de flujo másico:
0,317
1,04 Figura No. 8: Curvas de comportamiento adimensional para Bombas Jet. Fuente: Www.Oilproduction.Net/Fotos/Curvas_Jetpump
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO Estos valores son diferentes , por tanto la tasa de flujo correcta es: = ∗
= 659
11. Regresar al paso 7 y empezar la iteración. Luego de tres iteraciones se consigue: M= 1,10
R= 0,25
Qs= 678 BPD
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 12. Calcular el área de la garganta y seleccionar el tamaño correcto: =
0,0103 0,25
= 0,0412 2
Usar
las tablas de tamaños de boquilla y garganta del fabricante seleccionado. Escoger la garganta cuya área sea más cercana al área calculada. Por lo anterior, se selecciona la garganta No. 9 (Bomba 7C) 13 . Determinar la tasa de flujo límite para evitar la cavitación:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 14. Calcular el caballaje requerido en superficie para la bomba multiplex: o
o
Se asume un 90% de eficiencia para la bomba triplex. Seleccione una bomba triplex o multiplex con una potencia igual o mayor a la potencia requerida.
Resultados Del Ejemplo De Un Diseño De Bomba Jet AN
0.0103 (#7)
R
0.235
Q N
819 BPD
Q S
678 BPD
AT
0.0441 (#9)
PS
2500 PSI
HPSUP
39 HP
PPS
1000 PSI
Tabla No. 6. Fuente: Los autores.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO 15. Repetir el procedimiento para diferentes presiones y tasas de producción: • Mantener los mismos valores de geometría de la bomba. • Trazar los valores de presiones y tasas de producción, a la presión constante de inyección. • Si el punto de diseño, no es el punto de intersección entre las curvas de entrada y salida de flujo, repetir el procedimiento desde el paso 3 cambiando la presión de inyección.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO Figura No. 9: Curva de resultados presión vs. Caudal. 1600 1400 i s 1200 P , a b m o1000 B a l e d n 800 ó i c c u S e 600 d n ó i s e r 400 P
(678 BPD, 1000 Psi)
(1037 BPD, 1000 Psi)
Limite de Cavitacion
200 0 0
200
400
600
800 1000 Tasa de Líquido (BPD)
Fuente: Los autores.
1200
1400
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EJEMPLO DE DISEÑO Tabla No 7: Diseño con bomba Jet del Pozo Urib-01. Fuente: Los autores. BOMBA Propuesta
Pt
Qn
HP
Qs
PIP (Pps)
Qsc Cav.
Pd
EFF (MxN)
Jet
psi
bpd
hp
bpd
psi
bpd
psi
%
National - C7
4242
819
39
678
1000
1037
1780
34,87
Es una bomba hidráulica tipo jet de la empresa fabricante National Oil Master con las anteriores especificaciones según las tablas 4 y 5.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET ESPECIFICACIONES Y DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Las instalaciones de superficie proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento del equipo de subsuelo. Tanque de almacenamiento del fluido motriz Bomba Triplex
Máquina Motriz Bomba de Superficie Líneas de Conducción del Fluido Motriz Estación de control de inyección
Figura No. 11. Fuente: http://www.jerehe.com/spain/pr oducts/10072210183365.shtm
Figura No. 10. Fuente: http://www.weatherford.com/Products/Production/HydraulicLift/HydraulicUnitsOverview/
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET ESPECIFICACIONES Y DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Cavidad: Es un conjunto de extensiones, camisas y acoples con agujeros dispuestos de manera especial para determinado tipo de bomba.
Tubería o tubing
Tubería de revestimiento o Casing
Packers: Son elementos cuyo mecanismo hidráulico o mecánico hacen que sellen las paredes del casing y el tubing. Figura No. 12. Fuente: http://www.weatherford.com/
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET PRÁCTICAS OPERACIONALES El fluido motriz viaja hacia abajo por la pequeña sarta interior y la mezcla del anterior con el fluido de formación regresan arriba en el espacio anular entre las dos sartas. “BOMBA DE INSERCIÓN FIJA” O “BOMBA FIJA” INSTALACIÓN DEL SUBSUELO Y CONFIGURACIONES BOMBA LIBRE
En estas configuraciones dos sartas en el fondo con un bloque de cruceta, se insertan independientemente o simultáneamente y se coloca una válvula fija recuperable, la bomba libre es circulada a fondo por medio de la sarta de mayor diámetro por impulso del fluido motriz y al asentar hace sello en un collar especial.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET PRÁCTICAS OPERACIONALES Tubería de revestimiento libre: En este tipo de diseño de instalación la bomba no es unida a ningún tipo de tubería, pero esta baja por dentro de la tubería de producción y es sentada sobre un empaque que está incluido
Inserción Fija La bomba baja por dentro de la tubería de producción, el fluido de potencia es dirigido directamente dentro la sarta de producción, y el fluido de potencia mezclado con el fluido producido sube a través del anular entre la tubería de producción y la tubería del fluido de potencia.
Paralela libre: En este sistema, dos sartas de tubo son conectadas en el fondo. Figura No. 13. Fuente: http://www.weatherford.com/Products/Production/ HydraulicLift/HydraulicUnitsOverview/
Tubería de revestimiento fija En el diseño de la bomba fija al casing, la bomba va unida al final de la tubería del fluido de potencia y esta es sentada sobre un empaque, los fluidos suben por anular comprendido entre la tubería del fluido de potencia y el casing.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA Considerando al yacimiento de aceite sobresaturado porque Pr < Pb, a partir de Qs = Ql = 678 BPD, entonces se hallan Qo, Qw y Qg: Después de un año se asume: (De J= 1,04 [BPD/psi] a J=0,95 [BPD/psi]) El caudal producido Qo = 362 [BPD]. Para hallar la producción a determinado tiempo t, y cuando se conoce la producción inicial qo; se utiliza la relación del gasto de producción de aceite con respecto al tiempo.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA = ∗ −∗
t [meses] 0 1 2
Donde: ba= Ritmo de declinación continua anual= 0.27 t= Mes en que se encuentra la Qo [BPD] Q w [BPD] Producción. Q= Caudal 474,60de aceite mensual. 203,40 Qo= Caudal inicial de198,87 aceite 464,04 Producido.
Q g [scf/D] 71190 69606
453,72
194,45
68057
3
443,62
190,12
66543
4
433,75
185,89
65063
5
424,10
181,76
63615
6
414,67
177,71
62200
7
405,44
173,76
60816
8
396,42
169,89
59463
9
387,60
166,11
58140
10
378,98
162,42
56846
11
370,54
158,80
55582
12
362,30
155,27
54345
Tabla No. 8. Fuente: Los autores.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA 500 450
Gráfica del gasto de la producción de aceite y agua para el yacimiento. Tiempo: 12 meses
] D P 400 B [ e t i e c 350 a e d n o300 i c c u d o r p250 e d o t s 200 a g
Aceite Agua
150 100 0
2
4
6
8
10
Tiempo [meses]
Figura No. 14. Fuente: Los autores.
12
14
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA Qwacumul Qgacumul LC Aceite [25 LC Agua [0,6 t [meses]t [meses] Qoacumul [STB] [MscF] US$/Bl] [STB] US$/Bl] 0
0
0,00
1
1
14274,56
2
2
3
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total
4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total
$0,00 0,00
0,00$ 0,00
Qoincrement LC Gas [0,2 Ingresos Qwincrement Qgincrement Qo venta [STB] Egresos [STB] SCF] [STB] [Mscf] U$/1000 (Qventa*Pv) 0,00
$ 0,00
0,00
$ 0,00 0,00
0,00 $ 345.000,00
6117,67 $ 356.863,98
2141,18 14274,56 2141,18 $ 3.670,60 $ 428,24 11419,65 $ 685.178,836117,67 $ 324.216,02 Ganancias $ 9.108.785,24 28231,53 $ 348.924,19 12099,23 4234,73 13956,97 2093,55 $ 3.588,93 $ 418,71 11165,57 $ 669.934,455981,56 $ 317.002,61 Costos de Producción $ 3.838.919,23 10917,15 41877,97 $ 341.161,06 17947,70 6281,70 13646,44 2046,97 $ 3.509,09 $ 409,39 $ 655.029,245848,48 $ 309.949,70 55220,80 23666,06 8283,12 13342,83 10674,26 5718,35 2001,42 $ 333.570,65 $ 3.431,01 $ 400,28 $ 640.455,65 $ 303.053,70 Regalías $ 1.821.757,05 68266,76 29257,18 10240,01 13045,96 10436,77 5591,13 1956,89 $ 326.149,12 $ 3.354,68 $ 391,38 $ 626.206,30 $ 296.311,13 81022,47 34723,91Inversión 12153,37 12755,71 5466,73 1913,36 Inicial $ 345.000,00 10204,57 $ 318.892,70 $ 3.280,04 $ 382,67 $ 612.273,99 $ 289.718,57 93494,38 40069,02 14024,16 12471,91 9977,53 5345,10 1870,79 $ 311.797,73 $ 3.207,06 $ 374,16 $ 598.651,65 $ 283.272,70 105688,80 45295,20 15853,32 12194,42 5226,18 1829,16 Rentabilidad Total $ 3.493.919,23 9755,54 $ 304.860,62 $ 3.135,71 $ 365,83 $ 585.332,39 $ 276.970,23 117611,92 50405,11 17641,79 11923,11 9538,49 5109,91 1788,47 $ 298.077,85 $ 3.065,94 357,69 $ 572.309,47 $ 270.807,98 Tabla No. 11.Fuente: Los$autores. 129269,76 55401,32 19390,46 11657,84 9326,27 4996,22 1748,68 $ 291.445,98 $ 2.997,73 $ 349,74 $ 559.576,29 $ 264.782,84 140668,22 60286,38 21100,23 11398,47 9118,77 4885,06 1709,77 $ 284.961,67 $ 2.931,03 $ 341,95 $ 547.126,41 $ 258.891,75 151813,09 65062,75 22771,96 11144,87 8915,89 4776,37 1671,73 $ 2.865,82 $ 334,35 121450,47 $ 534.953,52 1027440,24 $ 278.621,63 440331,53 154116,04 151813,09 65062,75 $ 253.131,73 22771,96 $ 3.795.327,18
$ 39.037,65 $ 4.554,39 Tabla No. 10. Fuente: Los autores.
$ 7.287.028,19 $ 3.793.108,96 Tabla No. 9. Fuente: Los autores.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA
$ 500,000.00 $ 700,000.00
$ 400,000.00
$ 600,000.00 $ 300,000.00 s o s e r g E s o s e r g n I
$ 500,000.00
$ 200,000.00
$ 400,000.00 $ 300,000.00
$ 100,000.00
$ 200,000.00 $ 0.00 0.0 -$ 100,000.00
10.0
20.0
$ 100,000.00 30.0 40.0 $ 0.00
50.0 0
-$ 200,000.00
1
60.0 2
3
70.0 4
5
6
7
8
9
10
12
Figura No. 15. Fuente: Los autores.
-$ 300,000.00 -$ 400,000.00
11
Figura No. 16. Fuente: Los autores. Tiempo (Días)
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET EVALUACIÓN FINANCIERA Valor Presente Neto $ 3´416.548,30
Tasa Interna de Retorno (TIR):
TIR > TIO (12%) 28,94%
Relación Beneficio/Costo:
Pay-Back 13 Días Relación B/C 1,92
Tabla No. 12. Fuente: Los autores.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET Pérdida de packer. Sedimentación de sólidos sobre la bomba por acumulación de arena en la pileta.
PROBLEMAS
Sedimentos que tapan el espacio anular entre el mandril y el casing (generalmente durante cortes de energía prolongados). Punta de caños tapada con arena en pozos con muy bajo caudal. Bomba Eyectora gastada (boquilla y/o cámara de mezcla). Esto se traduce en una baja eficiencia en el bombeo (merma de producción). Bomba Eyectora o Mandril corroidos / erosionados.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET VENTAJAS
DESVENTAJAS
Tolera cierto contenido de sólidos en la sarta de producción y en la de potencia. Puede manejar fluidos contaminados con CO2, H2S, gas y arena.
Sensibilidad a la contrapresión del pozo.
Permite múltiples formas de sentar y recuperar la bomba.
Requiere de sistemas de contingencia para las facilidades de superficie.
La bomba no posee partes móviles lo que significa alta duración y menor tiempo en tareas de mantenimiento.
Peligro de incendio al manejar aceite como fluido de potencia y riesgo de explosión por los fluidos a alta presión e n superficie.
No tiene problemas con pozos tortuosos o desviados.
La bomba puede presentar cavitación bajo ciertas condiciones.
Bombea todo tipo de crudos, inclusive crudos pesados.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET VENTAJAS
DESVENTAJAS
Es fácilmente optimizada cambiando el tamaño de la boquilla y la garganta.
Sensibilidad a la contrapresión del pozo.
Apropiadas para instalación de medidores de presión de fondo debido a su baja vibración.
Requiere de sistemas de contingencia para las facilidades de superficie.
No ocupa grandes espacios en superficie, lo que lo hace aplicable en locaciones semi urbanas y costa afuera.
Peligro de incendio al manejar aceite como fluido de potencia y riesgo de explosión por los fluidos a alta presión en superficie.
Permite aplicar fácilmente tratamientos de inhibición de corrosión y contaminantes, ya que estos pueden ser bombeados junto con el fluido de potencia.
La bomba puede presentar cavitación bajo ciertas condiciones.
Costos de reemplazo de las bombas relativamente bajos.
CONCLUSIONES El Bombeo Hidráulico Tipo Jet es un sistema artificial de producción especial, a diferencia del tipo pistón, no ocupa partes móviles y su acción de bombeo se realiza por medio de la transferencia de energía entre el fluido motriz y los fluidos producidos. Probablemente el factor más importante que gobierna el éxito y la economía de las operaciones en bombeo hidráulico es una buena calidad del fluido motriz. Antes de arrancar un sistema hidráulico es conveniente circular suficiente fluido a través de todo el circuito con el fin de asegurar la limpieza de todo el equipo y evitar daños causados por escoria de soldadura o partículas u objetos extraños dentro de la tubería. El sistema es de utilidad en pozos problemáticos por la cantidad de sólidos a extraer con el líquido.
CONCLUSIONES La producción de fluidos viscosos no afecta al sistema de bombeo Jet. En pozos con una desviación severa, que provoca rápida pérdida de tubing con un sistema tradicional, el bombeo Jet es viable. La unidad de superficie autónoma favorece la instalación del sistema donde sea requerido.
BIBLIOGRAFÍA Adano, Oscar. “SISTEMAS EXTRACTIVOS CON BOMBA JET”. CAPSA – Capex. Amaya Jiménez, Andrés Francisco; Chanatásig Chasiquiza, Diego Armando. “PROGRAMA DE DISEÑO UNIFICADO DE BOMBEO HIDRÁULICO PARA LA SELECCIÓN DE BOMBAS JET Y PISTÓN USADAS EN LAS OPERACIONES DE PETROPRODUCCIÓN”. Tesis de Grado, Escuela Politécnica Nacional, Ecuador, 2009. Bernal, María Cristina; González, Luis Alberto; Rueda Guevara, Armando. “ESTUDIO Y ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DE BOMBEO HIDRÁULICO UTILIZADO EN ALGUNOS CAMPOS EN COLOMBIA”. Tesis de grado, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, 1985. Gómez, Luis. “VARIABLES PARA LA REPRESENTACIÓN MATEMÁTICA DE LA BOMBA JET: HYDRAULIC JET PUMP PERFORMANCE”.
BIBLIOGRAFÍA House Vivanco, Juan Carlos; Villacreces Zambrano, Ricardo Javier. “ESTUDIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SERVICIO DE BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DE LA COMPAÑÍA ECUAPET CÍA. LTDA EN PETROPRODUCCIÓN”, Tesis de Grado, Escuela Politécnica Nacional, Ecuador, 2010. Instalaciones del subsuelo y configuración: http://www.weatherford.com/products/production/hydrauliclift/hydrauli cunitsoverview/ Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”. Muñoz Rodríguez, Álvaro Fabián; Torres Torres, Edgar. “EVALUACIÓN TÉCNICA DE LAS ESTRATEGIAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL IMPLEMENTADAS EN CAMPOS MADUROS. DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA SOFTWARE DE SELECCIÓN”. Tesis de grado, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, 2007.
