INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ARTIFICIALES
Introducción: En años anteriores, cuando la producción de los pozos comenzaba a declinar; es decir la energía natural del yacimiento no era lo suficientemente potente como para elevar el crudo del pozo a nivel de superficie se determinaba que estos dejaban de fluir y en su caso se abandonaban. Años posteriores los investigadores lograron determinar que este fenómeno se debía a que la presión original contenida en los espacios porosos del yacimiento presentaba una prdida a medida que el volumen de !idrocarburos e"traídos aumentaba y llegaba a ser insuficiente para sobrepasar la columna de fluidos. # se vieron en la necesidad de idear soluciones para poder llevar los fluidos desde el fondo del pozo a la superficie. A estos se les denominaron $%istemas artificiales de producción&.
1.1
Necesidad de os siste!as arti"iciaes de #roducción.
De"inición: 'os sistemas artificiales de producción (%A)*, en ingls Artificial )roduction %ystems; son equipos o instalaciones que de acuerdo a su diseño se adecuan a las características del pozo, est+n encargados de suministrarle energía adicional a los fluidos contenidos en l, para llevarlos desde una profundidad determinada a la superficie. ependiendo de las consideraciones económicas, operacionales y características del pozo se podr+ elegir entre un sistema u otro.
Necesidad de os siste!as arti"iciaes de #roducción -eneralmente, un pozo productor es perforado con el fin de proveer una cone"ión entre el yacimiento y las instalaciones superficiales, cuando los fluidos viajan a travs de su trayectoria est+n e"puestos a cambios de presión y temperatura, adem+s estos pueden mezclarse con otros fluidos. 'a energía que impulsa a los fluidos del yacimiento a travs del sistema de producción es la energía almacenada de los mismos fluidos contenidos en el yacimiento. uando los fluidos se mueven a travs del sistema, e"isten cambios en la presión. Esta presión disminuye continuamente en la dirección de flujo desde el yacimiento !asta el separador. Es imposible mantener el equilibrio natural del flujo debido al abatimiento de presión que surge en cada uno de los componentes del sistema para permitir que los fluidos entren al separador. uando el yacimiento es e"plotado, su presión declina naturalmente. 'a aparición de la fase de gas dentro del medio poroso reduce la productividad de la fase de aceite, incrementa las prdidas de presión dentro del medio poroso. /ambin el cambio de las condiciones de producción tales como la relación gas0aceite, la relación agua0aceite, depositación de parafinas o incrustaciones, pueden
incrementar las caídas de presión en la tubería de producción y la línea de producción. %e tiene claro que el equilibrio natural del gasto declina con el tiempo. En algunas ocasiones tal equilibrio no se alcanza, entonces el pozo no puede producir naturalmente y deja de fluir. e a!í deriva la siguiente pregunta1 2%e tiene la capacidad de !acer producir al pozo e incrementar las ganancias3 # una de las medidas correctivas para incrementar el flujo es la opción de instalar ciertos dispositivos que ayuden a la presión del yacimiento a vencer las caídas de presión en el sistema.
E siste!a $ue se usa #ara #ro%eer a ener&'a e(tra $ue a)ude a )aci!iento a %encer as #*rdidas de #resión $ue +a) en e siste!a de #roducción reci,e e no!,re de sistema artificial. El principal objetivo de utilizar un sistema artificial es incrementar la ganancia, sin tener la m+"ima producción, teniendo los mínimos costos operativos, la menor inversión y las menores fallas en el equipo y tiempos de espera. /odo esto garantizando la seguridad del personal y la protección de las instalaciones, así como del medio ambiente.
1.-
Siste!as e(istentes ) sus ran&os de o#eración.
'os sistemas artificiales es el +rea de la ingeniería petrolera que estudia los mtodos que se usan para incrementar la producción de pozos fluyentes. )ara pozos que desde el mismo comienzo de su vida productiva no puedan fluir por flujo natural, se recurre entonces a la terminación por sistema artificial de producción seg4n las características del yacimiento e intervalos seleccionados para producir.
5ay muc!os tipos de sistemas artificiales, donde se encuentran1
6ombeo 7ec+nico 0beam pumping 6ombeo 8eum+tico (tipo contin4o e intermitente* 0 -A% '9:/ 6ombeo Electrocentrífugo (6E 6E%* 6ombeo 5idr+ulico (tipo
'os sistemas artificiales se usan en1
)ozos de aceite (incremento de la producción, poner los pozos a producir
de nuevo, estabilizar la producción* )ozos de gas (remover agua o condensados de los pozos*
entro de sus rangos de operación podemos apreciar lo siguiente
o!,eo !ec/nico1 su costo capital es moderado o bajo, incrementa con la profundidad, el equipo subsuperficial es bueno, su eficiencia es e"celente (bomba => a ?>@*, la fle"ibilidad es e"celente en cuanto a operación, los costos de operación se mantienen bajos para profundidades BC>>m, la seguridad es e"celente (eficiencia de D=@ tiempo de corrida*, límites de / sin problemas en gastos bajos, los límites de profundidad son buenos, la capacidad de succión es e"celente, el nivel de ruido es regular y causa problemas por el tamaño del equipo en +reas pobladas. o!,eo de ca%idades #ro&resi%as: costo capital bajo incrementa con la profundidad, equipo subsuperficial tiene buen diseño y operación pr+ctica, su eficiencia es e"celente (=> a F>@*, fle"ibilidad regular, costos operaciones muy bajos, pero corta en la vida del estator, seguridad buena. 8o !ay problemas con limites en la /, límites de profundidad malo por la poca profundidad, la capacidad de succión es buena, el nivel de ruido solo se produce en el primer movimiento, tiene buena fle"ibilidad del primer movimiento, y causa bajos problemas con equipo superficial. o!,eo eectrocentr'"u&o: costo capital relativamente bajo, el equipo superficial requiere un cable apropiado, su eficiencia es buena para altos gastos, mala fle"ibilidad por el diseño de la bomba, costos operacionales
varia, seguridad variada, límites de / es limitada para grandes motores, límites de profundidad limitado por potencia del motor, capacidad de succión regular, nivel de ruido muy poco, fle"ibilidad del primer movimiento regular, y no causa problemas pero requiere de un transformador. o!,eo +idr/uico ti#o #istón: costo capital semejante al 67, equipo subsuperficial de tamaño adecuado, eficiencia de regular a bueno, fle"ibilidad bueno a e"celente, costos operacionales m+s alto que el 67, seguridad bueno con el diseño, límites de profundidad e"celente, capacidad de succión regular, nivel de ruido bajo, fle"ibilidad del primer movimiento e"celente se enciende con motor de cualquier tipo, causa de problemas de regular a bueno.
o!,eo +idr/uico ti#o 0et: costo capital semejante al 67, equipo subsuperficial requiere de un equipo de cómputo con programas de diseño. Eficiencia, regular a malo. :le"ibilidad bueno a e"celente, costos operacionales altos debido a los requerimientos de potencia, seguridad bueno con el tamaño apropiado de garganta y tobera, límites de profundidad e"celente, capacidad de succión malo a regular, nivel de ruido semejante al de pistón, lo mismo con fle"ibilidad del primer movimiento y causa de problemas.
o!,eo neu!/tico continuo: costo capital bajos en equipo, pero altos en compresión, equipo subsuperficial de buen diseño de v+lvulas, eficiencia regular, fle"ibilidad e"celente, costos operacionales bajos, seguridad e"celente, límites de profundidad controlado por el sistema de inyección, capacidad de succión malo restringido por el gradiente de gas, nivel de ruido el compresor es ruidoso, fle"ibilidad en primer movimiento bueno, causa de problemas bajo pero con mantenimiento continuo al compresor. o!,eo neu!/tico inter!itente: costo igual que el continuo, equipo subsuperficial descarga en el fondo con v+lvulas, eficiencia mala por alta inyección de gas por barril, fle"ibilidad bueno se le debe ajustar inyección, costos operacionales, lo mismo que el flujo continuo, seguridad e"celente, límites en profundidad limitado por el regreso del bac!e, capacidad de
succión regular, nivel de ruido mismo que el continuo, fle"ibilidad del primer movimiento igual que el continuo, causa de problemas igual que el bnc. istón %ia0ero: costo bajo, equipo subsuperficial se pueden presentar problemas con el embolo, eficiencia e"celente para pozos fluyendo, fle"ibilidad bueno para bajos vol4menes, costos operacionales bajos, seguridad bueno si es pozo estable, límites en / los pequeños tamaños son adecuados, límites en profundidad G>>>m, capacidad de succión bueno.
Criterios #ara seección de siste!as arti"iciaes de #roducción.
1.2
omo se detalló anteriormente !ay varios tipos de sistemas artificiales. ada uno tiene ciertas características y el mejor sistema est+ en función de las capacidades de cada mtodo, sus restricciones, gastos de producción, costos de inversión y operación, todo esto con el objetivo de ma"imizar la ganancia.
)ara una aplicación en específico depende fuertemente de dos factores1
/ipo de pozo (terrestre, costa afuera, condiciones clim+ticas e"tremas* 9nfraestructura e"istente (pozo alejado, pozo nuevo en campo nuevoHe"istente, pozo e"istente en campo e"istente*.
El mejor mtodo no es el que nos d el mayor gasto, ni la mayor eficiencia, ni los menores tiempos de espera, ni los menores costos de operación o inversión, ni las menores fallas.
El mejor método es el que maximiza la ganancia.
'as condiciones de producción y las restricciones cambian con el tiempo, el mejor mtodo est+ en función de las condiciones de producción presentes. Isualmente la ma"imización de esta ganancia se obtiene usando diferentes mtodos a diferentes tiempos durante la vida del pozo.
Concusión entro el desarrollo de esta investigación, se pudo dar a conocer de manera general los mtodos que conforman los sistemas artificiales de producción e"istentes y m+s implementados en el )aís. Así como la razón del porque estos sistemas se llegan a implementar tomando en cuenta aquellos criterios que son fundamentales para la selección del mtodo que mejor se podría emplear. 8o pasando por alto lo siguiente1 8o es aquel que ma"imice la ganancia en este momento /ampoco el que ma"imice en una condición futura El mejor método es el que maximice la ganancia final.
i,io&ra"'a:
JI7E8/%.7K (B>C=* $9ntroducción a los sistemas artificiales de producción& recuperado de !ttp1HHdocuments.m"HdocumentsHC0introduccion0
a0los0sistemas0artificiales0de0produccion.!tml (>FH>DHB>C?* Efraín E. 6arberii. (CDDL*. El pozo ilustrado. aracas, Menezuela1
:J89E. )/J'J7EJ.I8A7.7K $fundamentos de los sistemas artificiales de producción&
recuperado
de
!ttp1HHNNN.ptolomeo.unam.m"1L>L>H"mluiHbitstreamH!andleHCGB.BOL.=B.C>>H G?>=HAO.pdf3sequencePO
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS
ASI3NATURA: SISTEMAS ARTIFICIALES DE RODUCCIÓN
UNIDAD 1 FACILITADOR: IN3. 4ESUS ALERTO ROMAN MANCERO RESENTA: C5RISTIAN 5UMERTO SALINAS MOLINA 67 8A9 IN3. ETROLERA
Coatacoacos;
