Optimización del MTBF de BCP de Optimización del MTBF de BCP de Alt C d l C d C dAlt C d l C d C dAlto Caudal en Campos de Crudo Alto Caudal en Campos de Crudo

Extra PesadoExtra PesadoExtra PesadoExtra Pesado

Campo: Faja del OrinocoCampo: Faja del Orinoco

Características del CampoCaracterísticas del CampoÁrea Desarrollada: 504 km2

Producción: Crudo < 8 º API - Diciembre 2000Porosidad del Yacimiento: 30%Porosidad del Yacimiento: 30%

Permeabilidad del Yacimiento: 15 – 20 DarcyºAPI Crudo: 8.5

Viscosidad del Crudo (Condiciones del Yacimiento): 2000 - 2500 cp

Inclinación Promedio de las BCP: 75°Tipo de Completación: Tubería ranurada

Promedio RGP: 250 scf/stbPromedio AyS: 35%

Tipo de Levantamiento Artificial: BCP / BES

Configuración de los PozosConfiguración de los PozosInyección de diluente Inyección de diluente Inyección de diluente

en cola

y

en cabeza

Diluente

Crudo extra Pesado

C d Dil idCrudo Diluido

Configuración de los PozosConfiguración de los Pozos

Inyección de diluenteGas del anular

DCO + Agua

Hueco vertical 16 ” MD@400ft

Revestidor 13 3/8”

Inyección de diluente

en colaHueco 12 1/4” MD @ 2900ft

Revestidor 9 5/8”

Hueco horizontal 8 1/2” MD@ 7500ft

Tubo ranurado de 7 ”, de 4600ft

Modelos de BCPModelos de BCPLos modelos de BCP de alto ca dal representan el 67% de los modelos de• Los modelos de BCP de alto caudal representan el 67% de los modelos deBCP instaladas en el campo.

Modelos:– 400 TP 1350 2.4 %

430 TP 2000 6 2 %– 430 TP 2000 6.2 %– 580 TP 1600 4.5 %– 750 TP 1200 27.4 %

54 5 %– 1000 TP 860 27.1 % 54,5 %

Modelos de BCPModelos de BCP• Caracteristicas de las BCP:• Caracteristicas de las BCP:

BCP Desplazamiento Levantamiento OD / Conexión Longitudo

Modelo bpd/rpm psi / ft400TP1350 5,07 1960/4430 4.72" / 4" NU 30'

430TP2000 5,43 2900 / 6562 5.43" / 5" Csg 30'

580TP1600 7,25 2320 / 5900 5.43" / 5" Csg 30'750TP1200 9 47 1740 / 4000 5 43" / 5" Csg 30'750TP1200 9,47 1740 / 4000 5.43 / 5 Csg 30

1000TP860 13,2 1250 / 2820 5.43" / 5" Csg 30'

Modelos de BCP: ElastómeroModelos de BCP: Elastómero

Uso para crudo mediano y pesado con arena gasNBR

3 grupos de elastómeros son utilizados para aplicaciones petroleras:

Uso para crudo mediano y pesado, con arena, gas.NBR

Uso para altas temperaturas, arena.HNBR

Uso para crudos livianos con alto contenido dearomáticos.

FKM

Modelos de BCP: ElastómeroModelos de BCP: Elastómero

Tipos de ElastómerosTipos de ElastómerosTipos de ElastómerosTipos de Elastómeros

RefMax

Temp. °C

Manejo Arena H2S CO2 Aromáticos Agua Descompresión

ExplosivaC

159 120 Bueno Excelente Alto Excelente Excelente Superior

194 80 Excelente Excelente Bueno Bueno Excelente Bueno

198 160 Excelente Excelente Bueno Bueno Bueno Promedio198 160 Excelente Excelente Bueno Bueno Bueno Promedio

199 120 Promedio Bueno Superior Excelente Excelente Superior

204 60 Pobre Excelente Excelente

Superior BuenoPromedio

205 80 Superior Bueno Promedio Promedio PromedioBueno

•• 11 -- Introducción :Introducción :

Análisis de FallasAnálisis de Fallas•• 1.1.-- Introducción :Introducción :

• 21 análisis completos (destructivos) fueron conducidos• Período : 2003/2004Período : 2003/2004

• BCP analizadas y tipo de Completación :– 9 BCP con inyección en superficie

12 BCP i ió l (fi l d l d j )– 12 BCP con inyección en cola (final del drenaje)

• Modelos de BCP analizadas :– 400 TP 1350 : 5400 TP 1350 : 5– 430 TP 2000 : 3– 750TP 1200 : 8– 1000 TP 860 : 5

•• 22 -- Tipo de análisis:Tipo de análisis:•• 2 .2 .-- Tipo de análisis:Tipo de análisis:

• Pruebas de Laboratorio (Envejecimiento de elastómeros)• Análisis de fallas

3 tipos de análisis son realizados para BCP con fallas:– Análisis visual en campo.

• Descripción de los equipos después de la intervención del taladro.El b ió d t d• Elaboración de un reporte de campo.

– Análisis no destructivo en laboratorio-Campo.• Medición de los equipos (dimensional – dureza).• Inspección visual del estator con boroscopio.Inspección visual del estator con boroscopio.• Elaboración de un reporte.

– Análisis destructivo en laboratorio.• Complemento del análisis no destructivo con corte del estator para luego

li l l tó l l it d d l BCPanalizar el elastómero en la longitud de la BCP.• Elaboración de un reporte.

• El análisis destructivo, fue en su mayoría aplicado durante la campaña deEl análisis destructivo, fue en su mayoría aplicado durante la campaña de análisis de fallas en el año 2004.

• Pruebas de Laboratorio (Envejecimiento de Elastómeros)Pruebas de Laboratorio (Envejecimiento de Elastómeros)

E i d l b t i• Equipos de laboratorio• Densímetro• Balanza digital

• Pipetas• Buretas• Vaso precipitado

• Durómetro Shore A• Estufa con agitador electromagnético

Vaso precipitado• Entre otros….

• Análisis Visual en campoAnálisis Visual en campo

• Análisis No Destructivo en Laboratorio Análisis No Destructivo en Laboratorio -- CampoCampo

I t t d di ió• Instrumentos de medición:

• Kit de Comparadores para Rotores• Kit de pinzas para medir IDKit de pinzas para medir ID• Durómetro Shore A• Vernier digital

T ó t• Termómetro

• Instrumento de Inspección Visual:

• Boroscopio

• Análisis de Rotores:Análisis de Rotores:

Ensayos No DestructivosEnsayos No Destructivosyy

• Inspección Visual:RoscaR ti i tRevestimiento•Daño superficial•Erosión•Corrosión•Abrasión

• Análisis DimensionalD D+2ED y D+2E

•Determinación de las causas fallas presentes.

•• Análisis de estatores:Análisis de estatores:

Ensayos No DestructivosEnsayos No Destructivosyy

• Inspección Visual:Roscas y ExtremosEndoscopiaEndoscopia

• Análisis DimensionalD y D+4D d l l óDureza del elastómero

•Determinación de las causas fallas presentes.p

HinchamientoGasMarcha en secoAromáticosAromáticosEtc.

•• Pruebas en Banco:Pruebas en Banco:

Ensayos No DestructivoEnsayos No Destructivo

.- Determinación de las curvas caracteristicas de la BCP:Caudal, Torque y Eficiencia.

.- Selección de la Talla del Rotor

Banco de Pruebas

• SimulaciSimulacióón:n:

Ensayos No DestructivosEnsayos No Destructivosyy

• Realización de una simulaciónde la BCP con las condicionesreales del pozo, con losreales del pozo, con losprogramas Winpetro® de PCM;PC pump C-Fer y así conocer lascondiciones de trabajo de laBCP.

Entre otros:•Gas en la BCP•Presión de descarga•Presión de descarga•Nivel dinámico•Torque•Espaciamiento•Etc.

•• Análisis de EstatoresAnálisis de Estatores: Ensayo Destructivo: Ensayo Destructivo

Hi té iHistéresis

A áli i d E t tA áli i d E t t E D t tiE D t ti•• Análisis de EstatoresAnálisis de Estatores: Ensayo Destructivo: Ensayo Destructivo

Descompresión Explosiva

Trabajo en Vacío

A áli i d E t tA áli i d E t t E D t tiE D t ti•• Análisis de EstatoresAnálisis de Estatores: Ensayo Destructivo: Ensayo Destructivo

P ió E iPresión Excesiva por Etapa

ResultadosResultadosRecopilación de los datos y elaboración de una matrizp y

400TP1350 430TP2000 750TP1200 1000TP860

Cant. BCP 5 3 8 5

Días Producción 223 157 206 231Días Producción 223 157 206 231

Días Instalación 835 589 707 750

Torque en lbs.ft 1 268 1 187 1 241 1 385

4 0 3 1 5 7 3 9Hinchamiento % 4,0 3,1 5,7 3,9

ResultadosResultadosMatriz de Ponderación Solución / Recomendación por Modo de FallaMatriz de Ponderación Solución / Recomendación por Modo de Falla

ResultadosResultados

RecomendacionesRecomendacionesV i d i f h h l j i t d lVarias recomendaciones fueron hechas para el mejoramiento del

desempeño de la BCP:

Tomando en cuenta las condiciones de trabajo y las análisis de fallas se recomiendaTomando en cuenta las condiciones de trabajo y las análisis de fallas, se recomienda, entre otros:

- Limitar las paradasp- Limitar el tiempo de parada de las BCP.- Fijar una velocidad máxima de operación.- Monitorear y optimizar la presión diferencial de la BCP.

Monitorear y optimizar la inyección de diluente- Monitorear y optimizar la inyección de diluente.- Monitorear torque y optimizar el tamaño del rotor.- Etc…

ResultadosResultadosMTBF BCP con fallasMTBF BCP con fallas

Implementación/Resultados

MTBF Actual = 2.04

Análisis

MTBF inicial0

b-02

y-02 -02

c-02

r-03

n-03 t-03

n-04 -04

-04

v-04

b-05

y-05 -05

c-05

r-06 l-06

t-06

n-07 -07

Feb

May

Sep

Dec Mar

Jun

Oct

Jan

Apr-

Aug-

Nov Feb

May

Sep

Dec Mar Ju

l

Oct

Jan

Apr-

Años

ResultadosResultadosTiempo actual de vida útil de todas las BCP (Todos suplidores):

12,7 meses (387 Días)( )

Tiempo actual de vida útil de las BCP PCM Alto Caudal

15,4 meses (470 Días)

21 % + de tiempo de vida útil del total

ConclusionesConclusiones– El Elastómero 159 (NBR) fue una buena selección: Hinchamiento medido,

inferior al máximo valor aceptado por PCM.– MTBF de BCP :MTBF de BCP :

• BCP con fallas: Vida útil prolongado 2,04 veces: disminuyó la cantidadde intervenciones de taladro a 2, reduciendo las pérdidas deproducción y costos operacionalesproducción y costos operacionales.

– Completación:• El cambio o instalación de equipos (niple de paro, pup joint,

centralizador diseño de la BCP etc ) fueron necesarioscentralizador, diseño de la BCP etc..) fueron necesarios.– Operación:

• El cambio de algunas prácticas fueron necesarias (RPM, inyección dediluente, paradas, monitoreo más seguido, etc..)

• La optimización de la vida útil de una BCP es el resultado de:

ConclusionesConclusiones• La optimización de la vida útil de una BCP es el resultado de:

– Análisis de compatibilidad del elastómero con el crudo (o mezcla) a producirproducir.

• Hinchamiento – Dureza – Temperatura.– Diseño adecuado del pozo (utilizando el simuladores)

Selección del tamaño del rotor (PCP API T° Elastómero)– Selección del tamaño del rotor (PCP – API – T° - Elastómero).– Seguimiento permanente de los parámetros del pozo y de la BCP.

• RPM – Torque – Presión – Temperatura - RGP – AyS –VibraciónVibración.

• Análisis del comportamiento de la BCP para anticipar fallas.– En caso de fallas:

A áli i d f ll d i• Análisis de fallas y recomendaciones.