Mtodos de ProduccinSe utilizados cuando los pozos no producen por flujo natural o producen ineficientemente Flujo Natural Levantamiento Artificial con Gas Bombeo Mecnico Bombas de Cavidad Progresiva Bombeo Hidrulico Bombas Electro sumergibles Bombeo de choro181
Ecuacin de DarcyQ= 7.08 k h ( Pe - Pw ) Q Bo Ln ( re / rw ) (Radial)
Q=Flujo en B/D a CN k= Permeabilidad (Darcys) h= Espesor ( pies) Q =Viscosidad (cp) Pe= Presin Externa (lpc) Pw=Presin en el pozo (lpc) re=Radio de drenaje (pies) rw=Radio del pozo (pies) Bo =Factor Volumen de Formacin
pw
pe
re
rw h182
Flujo naturalLos pozos producen por efecto de la energa natural del yacimientoEstrangulador3/4
Produccin B/D
Petrleo neto
Presin
RGP 100 Agua%Ay S
0 Tiempo183
Mtodo que utiliza gas comprimido como fuente externa de energa G es inyectado por anular hacia la columna de petrleo en el tubing El propsito del gas inyectado es reducir peso de la columna de fluido En esas condiciones energa del yacimiento es suficiente para llevar
los fluidos a la superficie
Tipos de levantamiento con gas
Flujo Intermitente
Flujo Intermitente
Flujo Continuo185
Pozo instalado para LAGRegistrador de presin Lnea de flujo
Vlvula maestra Lnea de gas
Tubera de produccin Mandriles Empacadura186
Manga de circulacin
Mltiple de LAGCompresoraMedidor de gas
187
Sistema tpico de LAGMltiple Cabezal de pozo con LAG Planta de compresin Medidor de flujo
Separador
Pozos
Pozos
Lneas de flujo Estacin de flujo Estrangulador ajustable Lnea de gas para LAG188
Medidor de gas (Orificio)Plumillas
DiscoMedidor
Toma diferencial
Q g =C Pe x Pd
Toma esttica
Brida Vlvula reguladora
Flujo
Pe
Ps
OrificioPd = Pe - Ps
Al pozo189
MandrilesVlvula instalada Con guaya
Bolsillo Vlvula instalada en superficie Orificio de entrada de gas
Rosca para vlvulas
Convencional
Tipo bolsillo190
Vlvulas operada con presin del anularPosicin Cerrada
Pbt
Ab
Pc
Ap Ppd
191
Vlvulas operada con presin del anularPosicin Abierta
Pbt
Ab
Pc
Ap Ppd
192
Mtodos Bombeo MecnicoViga Cojinete central Cabeza de Caballo Brazo Engranajes MotorPasador
Guayas Barra Pulida Tubing
Elevador Prensa Estopa Lnea de Flujo
Cigeal
Contra peso Cabillas193
Mtodos Bombeo Mecnico
Cabillas
Tubing Revestidor
Bomba
Pistn Barril194
Ciclo de la bomba de SubsueloPetrleo entra al tubing
Cabillas Tubing
Pistn Vlvula Viajera Camisa (Barril) Vlvula Fija Revestidor (o Forro)Bomba de tubing
195
Ancla de gasConexin para zapata de asentamiento Niple Copa Agujeros
Bomba Gas Ancla 3 Petrleo Tubo de succin Tubo de barro
Conexin para tubo de barro
Revestidor196
Ventajas y desventajas del bombeo Mecnico
Unidades mudables a bajo costo Sistema eficiente.Diseo sencillo.Fcil de operar por el personal Aplicable en completaciones sencillas y mltiples Puede bombear pozo a muy baja presin(bajo nivel de fluido) Permite determinacin del nivel de fluido (Sonolog) Flexible : ajuste de tasa de bombeo con capacidad del pozo Sistema permite determinar efectividad y fallas del mismo Puede usar gas o electricidad como fuente de energa Tratamientos de escamas y corrosin fciles de realizar Aplica en crudos livianos/pesados /x-pesados y altas temperaturas Puede bombear altos volmenes de agua197
Bomba de Cavidad ProgresivaCabillas Motor superficial Rotor Estator
Cabillas
Niple d e paro
BombaEstator Rotor Rotor
198
Principio de la bomba de cavidad progresivaA Seccin A
Rotor en el tope de la cavidad
M M
Rotor girado 45o a la izquierda
M
Rotor girado 90o y localizado en el eje del estator
M
Rotor girado 180o y localizado debajo del eje del estator
M199
Bomba de cavidad progresiva Se coloca en el extremo inferior del estator Punto base para el espaciamiento de la bomba Impedira que caiga el rotor y la sarta de cabillas al fondo Debajo se puede colocar ancla de gas.filtro de arena etc.
Niple de paro:
Estator:
Es un cilindro de acero con un elastmero (goma endurecida en forma de doble hlice adherida al cilindro fuertemente) Es bajada con el tubing (bombas de tubing) o con cabillas (bombas de cabillas o insertables) Tiene forma de un tornillo sin fin Construida con acero de alta resistencia y cromado ( abrasin) nica parte movible de la bomba Conectado a la parte inferior de las cabillas200
Rotor :
Instalaciones del sistema de BCP
201
Sistema de Bombeo hidrulicoTanques
Consiste en inyectar un fluido motor (agua o petrleo) que activa la bomba en el sub suelo Esquemas : a ) Circuito cerrado: el fluido motor no se mezcla con el de formacin b) Circuito abierto : el fluido motor se mezcla con el de formacin
Bomba
Cabezales
Separador
Linea fluido motorRevestidor
EductorBomba hidrulica
203
Bombeo hidrulico abiertoSeparador Controles Tanques de almacenamiento Tanques de fluido motor
Fluido motor +formacin
Fluido motor: Petrleo o agua Bomba de superficie Tratador
Pozos
204
Bombeo hidrulico cerrado*Separador Controles Tanques de almacenamiento
Fluido de formacin
Tanques de fluido motor Fluido motor Bomba de superficie
Tratador
Pozos
205
Sistema de Bombeo hidrulico cerradoSistema de fluido motor cerrado Sistema de fluido motor abierto
Tubing de produccin Tubing de fluido motor descendente Tubing de fluido motor de retorno Tubing de fluido motorMotor Bomba Motor Bomba
Tubing de produccin
206
Aplicaciones del Bombeo hidrulico
Si la energa no es suficiente para llevar el crudo a la superficie Par aumentar la produccin de un pozo de flujo natural Alta aplicacin en crudos pesados y x-pesador En menor proporcin en crudos livianos y medianos Profundidades de hasta 18.000 pies Tasas de produccin : 100-10.000 b/d
207
Ventajas y DesventajasVentajas Puede ser usado hasta 18.000 No requiere taladro para remover el equipo de subsuelo Puede ser usado en pozos direccionales y desviados Varios pozos pueden ser operados desde una instalacin central Desventajas Costo inicial alto Mayor riesgo en superficie por altas presiones Alto costo de reparacin del equipo No recomendable en pozos de alta RGP Problemas de corrosin Diseo complejo208
( BES )
Bomba Electrosumergibles (BES)410 voltiosCaja de venteo
Voltaje Variador Transformador (voltaje primario: secundario) 12400 voltios Tubing
Cable elctrico Bomba Seccin de entrada
Ancla de gasProtector Motor
Casing
Sensor de presin 210
Electrobomba centrfuga
Impulsor Eje CarcazaMotores Elctricos MOTOREL: C.A Trafico 220 V
Entrada Difusor
Motor elctrico
211
Tablero de control , motor y cables
Eje Cables
REDA
Rotor Carcaza Estator
212
Instalaciones del sistema BES
213
Aplicaciones
Maneja grandes volmenes de liquido Produccin 150-100.000 b/d Pozos con revestimientos pequeos (4-1/2) Pozos con alta y baja viscosidad Pozos con alta temperatura de fondo ( 500 oF) Pozos con baja RGL
214
Ventajas
Maneja grandes volmenes de liquido (150-100.000 b/d) Pozos con revestimientos pequeos (4-1/2) Pozos con alta y baja viscosidad Pozos con alta temperatura de fondo ( 500 oF) Pozos con baja RGL Pozos profundos y someros No causa problemas en zonas urbanas Inversin baja215
Desventajas
Se requiere controlar el equipo en cada pozo Susceptible a la produccin de gas y arena Requiere disponibilidad de corriente de alto voltaje No es rentable en pozos de baja produccin Diseo complejo
216
(Jet pump)
217
Bomba de chorro (Jet pump)
Presin
Velocidad
Boquilla
Garganta
Difusor218
Bomba de chorro (Jet pump)Operacin Fluido motor de alta presin pasa por boquilla. Cae presin y sube velocidad .La presin a la entrada de la garganta baja mientras que la velocidad aumenta Cuando esta presin decrece por debajo de la presin del conducto de succin
entra fluido del pozo, el cual es arrastrado por la corriente del chorro de alta velocidad que emerge de la boquillaDespus de mezclarse en la garganta los fluidos pierden velocidad debido al difusor Como la velocidad es reducida la presin aumenta y sube a niveles suficiente
para llevar los fluidos a la superficie219
Bomba de chorro (Jet pump)Fluido motor Tubing Cmara de mezcla de fluidos Boquilla Garganta Mezcla de fluidos Difusor Revestidor
Fluidos del pozo
220
Bomba de chorro (Jet pump) Caractersticas y ventajas No tiene partes movibles No tienen cables elctricos Aplicable a cualquier profundidad Alta eficiencia Puede ser removida sin mudar equipos de servicio No necesita lubricacin Larga vida Econmicas para reparar Tolerante con la calidad de fluidos producidos Tolerante con la corrosin y la abrasin Puede manejar produccin con alta RGL Requiere poca supervisin221
Mtodos combinadosBomba BCP y motor elctrico de fondo Bomba electro sumergible con gas lift Bomba electro sumergible con bomba de chorro
222
Bomba BCP y motor elctrico de fondoTubing Perno Casing BCP Cable Entrada de fluido Cabezal de pesca (wire line)
Protector motor
Motor223
Bomba electro sumergible con gas lift
Vlvulas de Gas lift Empacadura
Inyeccin de gas
Bomba electro sumergible PerforacionesPetrleo224
Bomba electro sumergible con bomba de chorro
Cabezal sub marino
Bomba pistn
Descarga
Gas Bomba elctrica
Manga Succin Casing Tubing Liquido producido
Perforaciones
225
Preseleccin del mtodo de produccin1. La preseleccin se hace en funcin de la tasa de produccin y la profundidad de levantamiento. Se emplea el mapa de Pennwell en 1986 2. El LAG es el mas atractivo despus de flujo natural por mas eficiente. Descarta el LAG si no hay gas suficiente y si el crudo es viscoso y pesado 3. Bombeo mecnico : segunda opcin especialmente si el pozo tiene poca capacidad de produccin, bajo nivel de fluido y crudo viscoso y pesado
226
Preseleccin del mtodo de produccin4. Bombeo electro sumergible (BES): aplica bien en pozos de alta capacidad de produccin, alta porcentaje de agua y baja presin del yacimiento Bomba de cavidad progresiva: Baja a moderada produccin, crudo viscoso, alto % de A y S y baja presin esttica. Profundidad se puede aumentar con motor de fondo Bombeo hidrulico( Jet y reciprocante ): Altas profundidades (> 10.000)
5.
6.
227
Preseleccin de mtodos de produccin . Mapa de PennwellProduccin B/D0 2000 40004
106
100
1000
10000
100000
3
1 2 3 4
LAG LABM LABES LABCP LABHR LABHJ
6000
Profundidad( pies )
1
8000 10000 12000 14000 160005 2
5 6
228
Seleccin de los mtodos de produccinBombeo mecnicoProfundidad Produccin Baja Q Viscosidad Manejo gas Diseo % Arenar Ambiental Hoyo desviado Diagnostico Temp. fondo 15.000 4.000 500 oF
LAG10.000 5000 >400 < 24 cp/16 API Excelente Menos complejo 0.1% Excelente Excelente 350 oF 229
Problema sobre mtodos de produccin #1Seleccionar el mtodo de produccin mas adecuado para un grupo de pozos con las siguientes caractersticas No de pozos : 20 Profundidad = 7000 Produccin : 110 B/D /pozo API: 27 Ay S : 26 % Arena : 3% RGP : 250 pc/b Desviacin del hoyo : 6 Fondo : 250 oF230
Problema sobre mtodos de produccin #2Seleccionar el mtodo de produccin mas adecuado para un grupo de pozos con las siguientes caractersticas No de pozos : 25 Profundidad = 9000 Produccin : 1000 B/D /pozo API: 31 Ay S : 50 % Arena : 150 ppm RGP : 250 pc/b Desviacin del hoyo : 36 Fondo : 300 oF231
Problema sobre mtodos de produccin #3En un campo lacustre de 120 pozos , sometidos a LAG, varios pozos han aumentado drsticamente el % de agua y no hay capacidad de compresin suficiente para suministrar gas de LAG a 10 pozos con las caractersticas mostradas abajo. Determinar el mtodo que recomendara para esos 10 pozos. No de pozos : 10 Profundidad = 7800 Produccin : 2000 B/D/pozo bruto con 80% AyS Arena : 3% RGP : 125 pc/b Desviacin del hoyo : 5 Fondo : 250 oF232