Esp Uso de Bypass

II

UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA EN PETRLEOS

TEMA: Dimensionamiento del sistema de bombeo electro sumergible utilizando un

By Pass (Y- Tool) en la completacin del Pozo de Desarrollo Tania 1

TESIS DE GRADO

Previa la obtencin del ttulo de Ingeniero en Petrleos

AUTOR: JOSEPH SANTIAGO SANTAMARA CASTRO

DIRECTOR: ING. BOLVAR HARO HARO

Quito, 2009

III

DECLARATORIA

Del contenido de la presente tesis se responsabiliza JOSEPH SANTIAGO

SANTAMARA CASTRO todo el contenido del presente trabajo es de mi autora y

responsabilidad.

JOSEPH SANTIAGO SANTAMARA CASTRO

IV

CERTIFICACIN

Certifico que la presente tesis de grado, fue desarrollada en su totalidad por el

seor JOSEPH SANTIAGO SANTAMARA CASTRO

_________________________

ING. BOLVAR HARO HARO

DIRECTOR DE TESIS

V

CERTIFICADO DE LA EMPRESA

VI

AGRADECIMIENTO

Mi agradecimiento, a Jehov por haberme dado la vida, la oportunidad de estudiar y

guiarme a cada momento en los das de mi vida y al momento de cursar mis estudios

superiores dndome de esta manera la sabidura necesaria para cumplir una mis metas.

A la Universidad Tecnolgica Equinoccial, principalmente a la Escuela de Ingeniera

de Petrleos y a todos los seores docentes por haberme guiado durante toda mi carrera.

A la prestigiosa empresa en la cual laboro en especial al Ing. Alfonso Esquivel por

haberme brindado todo su apoyo y confianza desde que inicie mis estudios en la

Escuela de Ingeniera de Petrleos.

VII

DEDICATORIA

Dedico este trabajo a mi esposa Elizabeth Mena quien desde un inicio me ha dado todo

su apoyo incondicional y compresin ya que ella ha sido la base fundamental para poder

culminar mi carrera.

A mis padres, Vicente Santamara y Mlida Castro, por brindarme sus consejos y

apoyarme moralmente para que yo sea un profesional.

A mis supervisores y compaeros quienes supieron brindarme su apoyo y confiaron en

m al momento en el que cursaba mis estudios superiores.

Santiago

VIII

NDICE GENERAL

DECLARATORIA.......................................................................................................... III

CERTIFICACIN ..........................................................................................................IV

CERTIFICADO DE LA EMPRESA ...............................................................................V

AGRADECIMIENTO ....................................................................................................VI

DEDICATORIA ........................................................................................................... VII

NDICE GENERAL ....................................................................................................VIII

NDICE DE TABLAS .................................................................................................. XV

NDICE DE ECUACIONES ........................................................................................ XV

NDICE DE FIGURAS................................................................................................XVI

NDICE DE FIGURAS................................................................................................XVI

RESUMEN.................................................................................................................... XX

SUMMARY ............................................................................................................... XXII

CAPTULO I.....................................................................................................................2

1. INTRODUCCIN. .......................................................................................................2

1.1. OBJETIVO GENERAL.-........................................................................................3

1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.- ...............................................................................3

1.3. JUSTIFICACIN DEL ESTUDIO.........................................................................4

IX

1.4. HIPTESIS.............................................................................................................5

1.5 METODOLOGA ....................................................................................................5

CAPTULO II ...................................................................................................................7

2. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS ............7

2.1 CARACTERSTICAS GEOLGICAS DE LOS YACIMIENTOS .......................9

2.1.1 FALLA..........................................................................................................10

2.1.2 DIACLASA ..................................................................................................11

2.2 CARACTERSTICAS GEOLGICAS DE LOS YACIMIENTOS .....................11

2.6.1. Zona de cizalla .............................................................................................12

2.6.2. Falla Normal ................................................................................................12

2.6.3. Falla inversa .................................................................................................12

2.6.4. Falla de rumbo .............................................................................................13

2.7. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS ROCA................................13

2.7.1. POROSIDAD...............................................................................................14

2.7.2. PERMEABILIDAD .....................................................................................15

2.8. PROPIEDADES BSICAS RELACIONADAS CON LOS FLUIDOS DEL

YACIMIENTO ............................................................................................................16

2.9. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS FLUIDO............................16

2.9.1 PRESIN ......................................................................................................16

X

2.9.2. TEMPERATURA ........................................................................................16

2.9.3. GRADIENTE GEOTRMICO....................................................................17

2.9.4. SATURACIN............................................................................................17

2.10. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS ............................................18

2.11. TIPOS DE FLUIDOS PRESENTES EN UN YACIMIENTO...........................18

2.11.1 ACEITE O CRUDO....................................................................................19

2.11.2. GAS............................................................................................................19

2.11.3. AGUA ........................................................................................................19

2.12. CRITERIOS GENERALES PARA CLASIFICAR FLUIDOS DE

YACIMIENTOS HIDROCARBUROS.......................................................................20

2.13. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS - PRODUCCIN ...............23

2.13.1. MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS .......................23

2.14. CONCEPTOS BSICOS DE FLUJO DE FLUIDOS EN MEDIOS.................25

POROSOS ...................................................................................................................25

2.14.1. DIGITACIN VISCOSA ..........................................................................25

CAPTULO III ................................................................................................................28

3. APLICACIN Y DESCRIPCIN DE LOS COMPONENTES DE UNA

COMPLETACIN DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE CON Y-TOOL. ..........28

3.1. LA ESP .................................................................................................................28

XI

3.2. POR QUE USAMOS UNA Y-TOOL EN UNA COMPLETACIN BES .........28

3.3. PRINCIPALES COMPONENTES DEL BY-PASS SYSTEM (Y-TOOL). ........31

3.3.1. Blanking Plugs. ............................................................................................31

3.3.2. BY-PASS TUBING. ....................................................................................32

3.3.3. BY-PASS CLAMPS. ...................................................................................35

3.3.4.1 RE-ENTRY GUIDE...................................................................................36

CAPTULO IV................................................................................................................38

4. TUTORIAL SOFTWARE DESING PRO..................................................................38

4.1. PANTALLA DE DIALOGO................................................................................38

4.2. CONSTRUCCIN DEL POZO (WELLBORE)..................................................42

4.3. ENTRADA DE DATOS (INFLOW DATA) .......................................................55

4.4 DISING CRITERIA (ESTNDARES DE DISEO)...........................................60

4.5 SELECCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE FONDO .........................................63

4.5.1. BOMBA .......................................................................................................68

4.5.2 MOTOR ........................................................................................................80

4.5.3. SENSOR ......................................................................................................89

4.5.4. PROTECTOR ..............................................................................................91

4.5.5. CABLE.........................................................................................................95

4.6. SELECCIONAMIENTO DE OS EQUIPOS DE SUPERFICIE........................101

4.6.1. ARRANCADOR DIRECTO (SWITCHBOARD) ....................................101

XII

4.6.2. TRANSFORMADOR ELEVADOR .........................................................104

4.6.3. VSD............................................................................................................105

4.6.4. PLOTS (PLANOS-DELINEACIONES) WELL SYSTEM ......................107

4.7. REPORTES ........................................................................................................115

CAPTULO V ...............................................................................................................123

5. SISTEMAS DE COMPLETACIN UTILIZANDO Y-TOOL EN EL POZ0

TANIA-1.......................................................................................................................123

5.1. ESTADO DEL POZO PREVIO A LA INSTALACIN DEL EQUIPO ..........123

5.2. DISEO DE EQUIPO DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE...................125

5.2.1. DATOS BSICOS ....................................................................................125

5.2.2. CAPACIDAD DE PRODUCCIN ...........................................................125

5.3.3. CLCULOS DE GAS ...............................................................................125

5.3.4. CABEZA DINMICA TOTAL ................................................................126

5.3.5. TIPO DE BOMBA.....................................................................................126

5.3.6. TAMAO OPTIMO DE LOS COMPONENTES ....................................126

5.3.7. CABLE ELCTRICO................................................................................126

5.3.8. ACCESORIOS Y EQUIPO OPCIONAL ..................................................126

5.3.9. SISTEMA DE VARIACIN DE FRECUENCIA (VSD).........................126

5.4. DISEO DE UN SISTEMA ELECTROSUMERGIBLE UTILIZANDO EL

SOFTWARE DESING PRO .....................................................................................126

XIII

5.5. EQUIPOS MATERIALES Y HERRAMIENTAS REQUERIDOS PARA UNA

COMPLETACIN CON Y-TOOL...........................................................................127

5.6. DESCRIPCIN DE LOS ACCESORIOS .........................................................130

5.6.1. NEPLO NO-GO........................................................................................130

5.6.2. VLVULA CHECK ....................................................................................130

5.6.3. PROTECTOLIZER ......................................................................................131

5.6.4. HERRAMIENTA Y..................................................................................131

5.6.5. SENSOR DE FONDO PHOENIX ...............................................................131

5.6.6. REDUCTORES............................................................................................132

5.6.7. TUBOS CORTOS ........................................................................................132

5.7. COMPROBACIN DE LA ROTACIN DE LA BES Y PRUEBAS DE

PRODUCCIN .........................................................................................................132

5.7.1. PROCEDIMIENTO PARA COMPROBACIN DE GIRO EN LA BES ..132

5.7.2. PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS DE PRODUCCIN .....................133

5.8. PROGRAMA PARA LA PRUEBA DE PRODUCCIN CON VARIADOR DE

FRECUENCIA (VSD) PARA EL POZO TANIA-1.................................................134

5.9. PRUEBAS DE PRODUCCIN Y RESULTADOS ..........................................136

5.10. RESULTADO DE LA PRUEBA DE PRODUCCIN CON VARIADOR DE

FRECUENCIA ..........................................................................................................136

5.10.1. DESCRIPCIN DE LA PRUEBA ............................................................138

5.10.2. ANLISIS DE RESULTADOS ................................................................144

5.11. EVALUACIN ECONMICA.......................................................................144

5.12. PRONOSTICO DE PRODUCCIN................................................................144

XIV

5.13. TABLA Y GRAFICO DE PRUEBAS DE PRODUCCIN DE PETRLEO

NETO Y PREDICCIN FUTURA HASTA DICIEMBRE DEL 2009...................145

5.14. TABLA Y GRAFICO DE PRUEBAS DE PRODUCCIN DE AGUA Y

PREDICCIN FUTURA HASTA DICIEMBRE DEL 2009 ...................................148

5.15. TABLA Y GRAFICO DEL NDICE DE PRODUCCIN Y PREDICCIONES

DEL IP FUTURAS HASTA DICIEMBRE DEL 2009............................................151

5.16. TABLA Y GRAFICO DE INCREMENTO DE AGUA EN LA PRODUCCIN

%BSW PREDICCIONES FUTURAS HASTA DICIEMBRE DEL 2009 ...............154

5.17. EVALUACIN ECONMICA DE COMPLETACIONES ESTNDAR CON

BES ............................................................................................................................157

5.18. PARA EL YACIMIENTO HOLLN................................................................157

5.19. EVALUACIN ECONMICA DE COMPLETACIONES CON Y-TOOL ..157

CAPTULO VI..............................................................................................................160

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................160

6.1. CONCLUSIONES..............................................................................................160

6.2. RECOMENDACIONES.....................................................................................162

BIBLIOGRAFA ..........................................................................................................165

CITAS BIBLIOGRFICAS .........................................................................................167

GLOSARIO ..................................................................................................................169

XV

NDICE DE TABLAS

Tabla No. 1 Clasificacin de Fluidos de Yacimientos Hidrocarburferos .....................21

Tabla No. 2 Gas Condensado........................................................................................22

Tabla No. 3 Dimetros de By-Pass Tubing a usarse en los diferentes dimetros de

Casing.......................................................................................................34

Tabla No. 4 Bombas y Motores ...................................................................................128

Tabla No. 5 Equipos Especiales Phoenix.....................................................................128

Tabla No. 6 Rangos de Torque ....................................................................................129

Tabla No. 7 Campo Tania, Tania 1 ..............................................................................145

Tabla No. 8 Campo Tania, Tania 1 ..............................................................................148

Tabla No. 9 Campo Tania, Tania 1 ...............................................................................151

Tabla No. 10 Campo Tania, Tania 1 ...........................................................................154

NDICE DE ECUACIONES

Ecuacin No. 1 Porosidad Total......................................................................................15

Ecuacin No. 2 Porosidad Efectiva.................................................................................15

Ecuacin No. 3 Saturacin de aceite...............................................................................18

XVI

NDICE DE FIGURAS

Fig. No. 1 Caractersticas de una roca tipo de un yacimiento...........................................7

Fig. No. 2 Privativas de los Yacimientos - Roca ...........................................................8

Fig. No. 3 Particulares de los Yacimientos Roca Convenciones ..............................8

Fig. No. 4 Caractersticas de los Yacimientos Roca ......................................................9

Fig No. 5 y 6 Fotografa area mostrando Fracturas y fallas .........................................10

Fig. No. 7 Seccin delgada orientada mostrando micro fracturas ................................11

Fig. No. 8 Zona de Falla y de Cizalla ............................................................................11

Fig. No. 9 Zona de cizalla ...............................................................................................12

Fig. No. 10 Falla de rumbo ............................................................................................13

Fig. No. 11 Imagen Ampliada de la Roca Reservorio ...................................................14

Fig. No. 12 Saturacin ...................................................................................................17

Fig. No. 13 Agua e Hidrocarburos .................................................................................18

Figura No. 14 Temperatura .............................................................................................21

Fig. No. 15 y 16 Gas Condensado Pobre .......................................................................22

Fig. No. 17 Gas Seco .....................................................................................................23

Fig. No. 18 Mecanismos de Empuje en los Yacimientos .............................................25

Fig. No. 19 Conificacin...............................................................................................26

Fig. No. 20 Cresting......................................................................................................26

Fig. No. 21 Instalacin estndar con Y-Tool. .................................................................30

Fig. No. 22 Blanking Plug Convencional ....................................................................31

Fig. No. 23 By-Pass Tubing.........................................................................................33

Fig. No. 24 By-Pass Clamps. .......................................................................................35

Fig. No. 25 Re-Entry Guide ...........................................................................................36

XVII

Fig No. 26 La primera pantalla Dialogo en el Desing Pro - Referencias del Pozo.......38

Fig No. 27 Segunda pantalla de dialogo Fluidos ........................................................39

Fig No. 28 Tercera pantalla de dialogo.........................................................................41

Fig No. 29 Cuarta pantalla de dialogo ............................................................................42

Fig No. 30 Quinta pantalla de dialogo ............................................................................44

Fig No. 31 Sexta pantalla de dialogo ..............................................................................45

Fig No. 32 Sptima pantalla de dialogo ..........................................................................46

Fig No. 33 Octava pantalla de dialogo............................................................................48

Fig No. 34 Novena pantalla de dialogo..........................................................................50

Fig. No. 35 Dcima pantalla de dialogo..........................................................................51

Fig. No. 36 Dcima primera pantalla de dialogo ...........................................................53

Fig. No. 37 Dcima segunda pantalla de dialogo...........................................................54

Fig. No. 38 Dcima tercera pantalla de dialogo..............................................................55

Fig. No. 39 Dcima cuarta pantalla de dialogo..............................................................57

Fig. No. 40 Dcima quinta pantalla de dialogo...............................................................59

Fig. No. 41 Dcima sexta pantalla de dialogo ................................................................61

Fig. No. 42 Dcimo sptima pantalla de dialogo-Separador de Gas ..............................63

Fig. No. 43 Dcimo octava pantalla de dialogo............................................................65

Fig. No. 44 Dcimo novena pantalla de dialogo............................................................66

Fig. No. 45 Veinteava pantalla de dialogo....................................................................67

Fig. No. 46 Veinteava pantalla de dialogo......................................................................68

Fig. No. 47 Pantalla de dialogo Veintiuna ......................................................................70

Fig. No. 48 Pantalla de dialogo Veintids ....................................................................72

Fig. No. 49 Pantalla de dialogo Veintitrs ......................................................................73

XVIII

Fig. No. 50 Pantalla de dialogo Veinticuatro.................................................................74

Fig. No. 51 Pantalla de dialogo Veinticinco ...................................................................76

Fig. No. 52 Pantalla de dialogo Veintisis.....................................................................77

Fig. No. 53 Pantalla de dialogo Veintisiete ....................................................................78

Fig. No. 54 Pantalla de dialogo Veintiocho ....................................................................79

Fig. No. 55 Pantalla de dialogo Veintinueve ................................................................80

Fig. No. 56 Pantalla de dialogo Treinta ..........................................................................81

Fig. No. 57 Pantalla de dialogo Treinta y uno ...............................................................83

Fig. No. 58 Pantalla de dialogo Treinta y dos...............................................................85

Fig. No. 59 Pantalla de dialogo Treinta y Tres ...............................................................87

Fig. No. 60 Pantalla de dialogo Treinta y cuatro ............................................................88

Fig. No 61 Pantalla de dialogo Treinta y cinco...............................................................89

Fig. No. 62 Pantalla de dialogo Treinta y seis ................................................................90

Fig. No. 63 Pantalla de dialogo Treinta y siete ..............................................................91

Fig. No. 64 Pantalla de dialogo Treinta y ocho..............................................................93

Fig. No. 65 Pantalla de dialogo Treinta y nueve...........................................................94

Fig. No. 66 Pantalla de dialogo Cuarenta .....................................................................95

Fig. No. 67 Pantalla de dialogo Cuarenta uno ..............................................................96

Fig. No. 68 Pantalla de dialogo Cuarenta y dos.............................................................98

Fig. No. 69 Pantalla de dialogo Cuarenta y tres............................................................100

Fig. No. 70 Pantalla de dialogo Cuarenta y cuatro ......................................................102

Fig. No. 71 Pantalla de dialogo Cuarenta y cinco........................................................103

Fig. No. 72 Pantalla de dialogo Cuarenta y seis ..........................................................104

Fig. No. 73 Pantalla de dialogo Cuarenta y siete ..........................................................105

XIX

Fig. No. 74 Pantalla de dialogo Cuarenta y ocho........................................................106

Fig. No. 75 Pantalla de dialogo Cuarenta y nueve........................................................107

Fig. No. 76 Pantalla de dialogo Cincuenta....................................................................108

Fig. No. 77 Pantalla de dialogo Cincuenta y uno..........................................................109

Fig. No. 78 Pantalla de dialogo Cincuenta y dos .........................................................111

Fig. No. 79 Pantalla de dialogo Cincuenta y tres..........................................................113

Fig. No. 80 Pantalla de dialogo Cincuenta y cuatro......................................................114

Fig. No. 81 Pantalla de dialogo Cincuenta y cinco .......................................................115

Fig. No. 82 Pantalla de dialogo Cincuenta y seis.........................................................116

Fig. No. 83 Pantalla de dialogo Cincuenta y siete .......................................................118

Fig. No. 84 Pantalla de dialogo Cincuenta y ocho......................................................119

Fig. No. 85 Pantalla de dialogo Cincuenta y nueve ....................................................120

Fig. No. 86 Pantalla de dialogo Sesenta......................................................................121

Fig. No. 87 Bomba: DN1750 - Frecuencia: 55 Hz ......................................................138

Fig. No. 88 Bomba: DN1750 - Frecuencia: 60 Hz ......................................................139

Fig. No. 89 Bomba: DN1750 Frecuencia..................................................................140

Fig. No. 90 Diagrama de Completacin y Pruebas Iniciales .......................................142

Fig. No. 91 Reporte de Instalacin...............................................................................143

Fig. No. 92 Historial BPPD ..........................................................................................147

Fig. No. 93 Historial BAPD..........................................................................................150

Fig. No. 94 V Historial IP .............................................................................................153

XX

RESUMEN

Cuando se implementa nuevas tecnologas en al industria petrolera especialmente en el

rea de levantamiento artificial con bombas electro sumergibles es posible hoy en da

solucionar problemas de produccin que anos atrs, era un limitante en el rea de

levantamiento artificial.

Actualmente se realizan trabajos de limpieza de zonas productoras (estimulacin),

limpiezas al pozo: limpiezas de perforacin, limpieza de equipos de levantamiento

artificial, limpieza de completaciones, limpieza de tuberas de produccin, etc., sin la

intervencin de una torre de reacondicionamiento.

Las completaciones modernas son muy sofisticadas entre ellas tenemos completaciones

duales, con Y-Tool, inteligentes, etc, de este tipo de completaciones en el presente

trabajo se analizara y evaluara una completacin con Y-Tool, completacin que es muy

importante por cuanto no ser necesario la utilizacin de una torre de rea-

condicionamiento cuando se realicen trabajos futuros despus de que fue completado,

por el contrario se utilizaran equipos especiales como unidades Coiled tubing, Wire

Line, sensores de restauracin de presin, etc.

En el primer captulo se plantea el tema, se determinan los objetivos que se van alcanzar

con este trabajo, asimismo la justificacin y propuesta a defender.

XXI

En el segundo captulo se hace nfasis a las caractersticas de los yacimientos de

hidrocarburos los cuales son muy importantes al momento de disear un sistema de

bombeo electro sumergible ya que los datos como presiones fluyentes, estticas, punto

de burbuja, anlisis de PVT, grado API, viscosidad, etc. son muy importantes al

momento de realizar el mejor seleccionamiento de un equipo BES.

En el tercer captulo se menciona a las principales aplicaciones con Y-Tool y a los

componente que son especiales para este tipo de completacin asimismo se hace puede

apreciar una configuracin total de los sistemas de By-Pass.

En el cuarto captulo se describe a manera de un tutorial como se puede seguir los pasos

para poder realizar un diseo de un sistema BES con el software Desing Pro, con este

tutorial el lector tendr un mejor enfoque y tambin podr tener un mejor criterio al

momento seleccionar el mejor equipo BES.

En el quinto captulo se menciona los principales criterios que se toma para el diseo

BES en el pozo Tania-1, en el cual con parmetros reales se realiza el diseo del equipo

BES asimismo se hace mencin de los diferentes componentes que conforman la

completacin BES y las pruebas que se realizan antes y despus de la estabilizacin del

pozo en produccin

Y finalmente en el sexto captulo se analizar los resultados de todo el trabajo para

determinar conclusiones y recomendaciones respecto al tema planteado.

XXII

SUMMARY

When new technologies are implemented in to the oil industry especially in the area of

artificial lift with electrical submergible pumps is possible today in day to solve

production problems that yuears ago it was an obstacle in the area of artificial lift.

At the moment they are carried out works of cleaning of productions areas (stimulation),

cleanings to the well: perforation cleanings, cleaning of equipment of artificial lift,

complitions cleaning, cleaning of production pipes, etc., without the intervention of

work over Rig.

The modern complitions is very sophisticated among them we have dual complitions,

with Y-Tool, intelligent, etc, of this complitions type presently work it was analyzed

and it evaluated a complition with Y-Tool, completacin that is very important since it

won't be necessary the use of a work over Rig when they are carried out future works

after it was completed, on the contrary special equipment were used as units Coiled

tubing, Wire Line, sensors of restoration of pressure, etc.

In the first chapter it is posed the theme, objetives which are to be reached are

determined through this work, as well as the justification and proposal to be defended.

In the second chapter emphasis it is made to the characteristics of the locations of

hydrocarbons which are very important to the moment to design a system of electrical

submergible pumps since the data like pressures flows, statics, bubble point, analysis of

XXIII

PVT, grade API, viscosity, etc. is very important to the moment to carry out the best

select in a equipment ESP.

In the third chapter it is mentioned to the main applications with Y-Tool and to the

special component that special for this complitions type also is made it can appreciate a

total configuration of the systems of By-Pass.

In the fourth chapter it is described by way of a tutorial like you can follow the steps to

be able to carry out a design of a system ESP with the software Desing Pro, with this

tutorial the reader will have a better focus and he will also be able to have a better

approach to the moment to select the best equipment ESP.

In the fifth chapter it is mentioned the main approaches that takes for the design ESP in

the well Tania-1, in the one which with real parameters is carrier out the design of the

equipment also ESP mention of the different components with real parameters it is

made that conform the completacin ESP and the tests that are carried out before and

after the stabilization of the well in production

And finally in the sixth chapter it will be analyzed of the whole work in order to

determine conclusions and recommendations with regard to the theme.

1

CAPTULO I

2

CAPTULO I

1. INTRODUCCIN.

Anteriormente se diseaba equipos electro sumergibles manualmente hoy en da

contamos con programas de diferentes empresas que nos facilitan el diseo y

dimensionamiento con mayor precisin de los equipos electro sumergibles. Las

bombas electro sumergibles multi etapas conocidas como BES (Bomba Elctrica

Sumergible) o ESP por sus siglas en ingls (Electrical Sumergible Pump), se han

constituido en el levantamiento artificial ms usado en los ltimos tiempos en los

campos de compaas operadoras privadas, al igual que en los campos de la Empresa

estatal Petroproduccin. La caracterstica de mayor relevancia para su preferencia frente

a otros sistemas de levantamiento artificial es su adaptabilidad a casi todas las

condiciones de produccin de un yacimiento, debido a que pueden producir desde 100

hasta 100.000 barriles de fluido por da, con profundidades de 300 hasta 20000 pies de

profundidad, con presiones fluyentes mayores y menores al punto de burbuja.

Dependiendo de las aplicaciones, hay sistemas disponibles para temperaturas de fondo

de 50 a 500 F.

El controlador de velocidad o frecuencia variable actualmente nos permite operar la

bomba electro sumergible sobre un amplio rango de frecuencia en vez de estar limitado

a la frecuencia de lnea. Podemos sacar provecho de esto para seleccionar un tamao de

bomba y de motor capaz de manejar un amplio rango de condiciones de la aplicacin.

3

Lo que hacemos con los controladores de velocidad variables es disear una bomba

basndonos en ciertas condiciones de flujo, las cuales determinarn dentro de qu rango

de frecuencia se debe de operar, seleccionando un motor que sea lo suficientemente

grande para proveer la potencia (HP) requerida a la frecuencia terica mxima para

nuestra aplicacin.

La tecnologa de los VSD (Variable Speed Controller) ha mejorado mucho en los

ltimos aos, permitiendo adaptarse a los cambios de produccin de un pozo ya sea

controlando la presin de fondo o el caudal productivo de ste, controlando la

frecuencia de operacin o encontrando la frecuencia ptima, permitiendo manejar los

equipos automticos con mucha facilidad, incluso se puede llevar la informacin a un

computador central.

1.1. OBJETIVO GENERAL.-

Disear un sistema de bombeo electro sumergible, utilizando una nueva tecnologa

como son las herramientas de By Pass Y-Tool, la cual optimizar costos econmicos en

los trabajos con y sin torre de reacondicionamiento durante la vida productiva del pozo

1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.-

- Revisin de las Caractersticas geolgicas de los Yacimientos de Hidrocarburos

- Caractersticas de los yacimientos produccin (Mecanismos de empuje)

Para un diseo de bombeo electro sumergible con herramienta Y-Tool, se deber

conocer los siguientes parmetros en el pozo Tania1:

4

- Configuracin de la tubera de revestimiento

- Propiedades petrofsicas

- Anlisis PVT

- Profundidad de los punzados

- Numero de arenas a producir

- Facilidades de superficie

1.3. JUSTIFICACIN DEL ESTUDIO

Durante la vida de produccin de un pozo de desarrollo se requiere realizar un numero

de de intervencin de reacondicionamiento con y sin torre como cambio de arenas,

repunzonados, tratamientos con coild tubing, toma de registros elctricos con hueco

entubado y a tiempo real, correr elementos de presin para Build up, tratamientos

qumicos a la formacin; por cual implica altos costos econmicos debido a que se

necesita extraer e instalar una nueva completacin de bombeo electro sumergible para

poder realizar los mencionados trabajos.

El desarrollo de la tecnologa en completacin de pozos ha diseado una nueva

tecnologa denominada como Y-Tool que consiste en una by pass tubing paralelo a el

equipo de fondo (electro sumergible) con lo cual se podra realizar los trabajos

mencionados anteriormente sin utilizar de una torre de reacondicionamiento lo cual

optimizar costos econmicos y perdidas de produccin ocasionadas durante la

intervencin del taladro de reacondicionamiento.

5

1.4. HIPTESIS

Con el dimensionamiento ESP y el diseo de la completacin para bombeo electro

sumergible utilizando herramientas de by pass, podemos optimizar la operacin de

produccin y realizar trabajos de intervencin al pozo sin utilizar una torre de

reacondicionamiento y de este modo, tambin optimizar costos econmicos.

1.5 METODOLOGA

La presente investigacin se realizar basndose en el MTODO CIENTFICO

ANALTICO e investigativo-prctico, este mtodo consiste en el estudio y observacin

la cual debe ser cuidadosa, exhaustiva y exacta. A partir de la observacin surge el

planteamiento del problema que se va a estudiar, lo que lleva a emitir alguna hiptesis o

suposicin provisional de la que se intenta extraer una consecuencia.

En tanto a lo analtico este mtodo permite mediante procesos mentales llegar al

conocimiento del objetivo, de esta manera el anlisis descompone el todo en sus partes

y las relaciona.

6

CAPTULO II

7

CAPTULO II 2. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS

Un yacimiento esta constituido por una capa de roca porosa que contiene una cantidad

considerable y variada de aceite, gas y/o agua que han sido atrapados en una

irregularidad geolgica (trampa). Cada yacimiento tiene sus caractersticas propias y

nunca existirn dos yacimientos iguales.

Externamente los yacimientos varan en su localizacin, profundidad, rea, espesor, etc.

Internamente los yacimientos varan en el tipo de roca, la porosidad, la permeabilidad,

la saturacin de agua, mecanismo de empuje, presin, temperatura, etc.

Fig. No. 1 Caractersticas de una roca tipo de un yacimiento

Fuente: Repsol

Elaborado por: Santiago Santamara

Ruta de flujo

Espacio poroso No interconectado

8

Fig. No. 2 Privativas de los Yacimientos - Roca

TIPO DE ROCA

Fuente: Repsol


Fig. No. 3 Particulares de los Yacimientos Roca Convenciones

Fuente: Repsol


SEDIMENTARIAS

Proc

eso

de

form

aci

n Fu

ente

del

m

ater

ial

GNEAS METAMRFICAS

Materiales derretidos en cortezas

profundas y mantos superiores

Cristalizacin

Desgaste y erosin de Rocas expuestas

A la superficie

Sedimentacin, enterramiento y litificacin

Rocas bajo altas temperaturas

Y presiones en capas

profundas

Recristalizacin debida al Calor,

presin o fluidos

Activos qumicamente

9

Fig. No. 4 Caractersticas de los Yacimientos Roca

Fuente:Repsol


La tierra joven probablemente era una mezcla homognea sin continentes y sin

ocanos.

Mediante el proceso de diferenciacin el hierro y el nquel bajaron hacia al centro de

la Tierra y los elementos ms livianos subieron hacia la superficie y formaron la

corteza. Hoy da la Tierra est construida por zonas.

2.1 CARACTERSTICAS GEOLGICAS DE LOS YACIMIENTOS

Las fallas y diaclasas son estructuras resultantes de un comportamiento frgil. Una falla

es una superficie o zona angosta en la cual ha habido desplazamiento relativo de cada

uno de los bloques de la zona. (Bates and Jackson, 1987).

10

2.1.1 FALLA: Si la componente paralela es mayor y se observa a simple vista o a la

escala de la herramienta utilizada (ssmica o pozo)

Fig No. 5 y 6 Fotografa area mostrando Fracturas y fallas

Falla Normal

Fuente:Repsol


11

2.1.2 DIACLASA: Si la componente paralela de desplazamiento es cero ( no se

observa a simple vista). Normalmente las llamamos fracturas.

Fig. No. 7 Seccin delgada orientada mostrando micro fracturas

Fuente:Repsol


2.2 CARACTERSTICAS GEOLGICAS DE LOS YACIMIENTOS

Fig. No. 8 Zona de Falla y de Cizalla

Fuente: Tomado de Hobbs et al, 1981


(a) (b) (c )F I G. 7.9(a ) Falla, (b) ZonadeFalla, (c) ZonadeCizalla

12

2.6.1. Zona de cizalla: Es una regin a travs de la cual se han desplazado bloques de

roca a modo de falla, pero sin desarrollo evidente de fallas visibles.

Fig. No. 9 Zona de cizalla

Fuente: Tomado de Hobbs et al, 1981


Basada en el movimiento aparente en secciones verticales perpendiculares a la falla.

Respecto a un plano horizontal arbitrario (atum)

2.6.2. Falla Normal: La pared colgante (hanging wall) ha descendido en relacin con

la pared yacente

(foot wall).

Prdida de seccin estratigrfica.

2.6.3. Falla inversa: La pared colgante ha ascendido en relacin con la pared yacente.

Duplicacin de seccin estratigrfica.

13

Falla de alto ngulo: Falla que buza ms de 45.

Falla de bajo ngulo: Buza menos de 45.

2.6.4. Falla de rumbo: El desplazamiento ha sido esencialmente paralelo al rumbo de

la falla.

Fig. No. 10 Falla de rumbo

Fuente:Ramsay y Huber, 1983


2.7. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS ROCA

Porosidad, Es una medida del porcentaje de volumen total (fraccin) de la roca

ocupado por espacios (poros)

Sirve para determinar la capacidad de almacenamiento de la roca y esta en funcin de:

tamao, forma y ordenamiento de los granos, tambin el grado de compactacin y

cementacin de la roca.

14

La porosidad se expresa en fraccin o en porcentaje.

Los valores de porosidad oscilan entre:

0 5 % Despreciable

5 10 % Pobre

10 15 % Regular

15 20 % Buena

20 40 % Excelente

2.7.1. POROSIDAD

La porosidad depende del empaquetamiento de los granos, no de su tamao.

Rocas con tamao de grano diferentes pueden tener el mismo porcentaje de

porosidad.

Fig. No. 11 Imagen Ampliada de la Roca Reservorio

POROSIDAD

Fuente:Repsol


Garganta De poro

15

Los poros proveen el Volumen para almacenar los hidrocarburos. Las gargantas de poro

Restringen el flujo de fluidos.

Ecuacin No. 1 Porosidad Total

Porosidad total, t = Roca

TotalporoVolumenVolumen

Fuente: Manual de Lev. Artificial


Ecuacin No. 2 Porosidad Efectiva

Porosidad Efectiva, e = Roca

oerconectadEspacioVolumen

Poral int



Porosidad efectiva MAS IMPORTANTE

2.7.2. PERMEABILIDAD

La permeabilidad (K) es una medida de la facilidad con la cual los fluidos pueden fluir a travs de un medio poroso.

Para que exista una buena permeabilidad los poros de la roca deben estar conectados unos con otros.

La permeabilidad esta expresada en milidarcys (md) La tasa de flujo de fluidos a travs del yacimiento depende de:

16

o Cada de presin

o Viscosidad de fluido

o Permeabilidad

Grandes granos producen altas permeabilidades y grandes tasas de flujo. Granos pequeos pueden llevar a bajas permeabilidades y pequeas tasas de

flujo.

La permeabilidad y la porosidad pueden estar relacionados.

2.8. PROPIEDADES BSICAS RELACIONADAS CON LOS FLUIDOS DEL

YACIMIENTO

Estas propiedades influencian la composicin de los fluidos de un yacimiento

2.9. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS FLUIDO

A continuacin se describen las caractersticas de los yacimientos: 2.9.1 PRESIN.- Todo fluido subterrneo se encuentra sometido a presin como

consecuencia del peso de los sedimentos y los fluidos suprayacentes.

Esta propiedad esta directamente relacionada con la composicin de los fluidos

presentes en el yacimiento.

2.9.2. TEMPERATURA

La temperatura es una medida del grado de calor, el cual causa influencia en la conducta

o fase de los hidrocarburos del yacimiento.

17

2.9.3. GRADIENTE GEOTRMICO

Es la relacin entre la profundidad y la temperatura natural de los estratos terrestres.

Este varia entre 1F por cada 60 pies y 1F por cada 100 pies.

2.9.4. SATURACIN

Esta definida como la fraccin del volumen poroso ocupado por un fluido dado.

Saturacin de aceite = (So) = fraccin porosa ocupada por aceite

Saturacin de gas = (Sg) = fraccin porosa ocupada por gas

Saturacin de agua = (Sw) = fraccin porosa ocupada por agua

Fig. No. 12 Saturacin

Fuente:Repsol


18

Ecuacin No. 3 Saturacin de aceite

So = Volumen Petrleo/Volumen Poroso



SATURACIN

Cantidad de agua por unidad de volumen = f Sw

Cantidad de hidrocarburos por unidad de volumen = f (1 - Sw)

Fig. No. 13 Agua e Hidrocarburos

Fuente: Repsol


2.10. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS

A continuacin se presenta las caractersticas de los yacimientos: 2.11. TIPOS DE FLUIDOS PRESENTES EN UN YACIMIENTO

Los yacimientos usualmente contienen tres fluidos:

19

2.11.1 ACEITE O CRUDO

Los aceites se han clasificado en tres tipos bsicos:

Crudos parafnicos

Crudos asflticos

Mezclas entre las dos anteriores

Los crudos tambin se clasifican en cidos y dulces:

Los crudos cidos son altamente corrosivos por su contenido de CO2 y H2SO4

Los crudos dulces no poseen gases o sustancias corrosivas, son los mas

frecuentes

2.11.2. GAS

El gas natural puede estar asociado al aceite o libre en yacimientos no asociados

y yacimientos de gas.

El estado y condicin del gas depende de la presin y la temperatura.

2.11.3. AGUA

El agua esta generalmente asociada con la mayora de los yacimientos.

Existes dos tipos principales:

Aguas connatas: las cuales permanecen dentro de los espacios porosos.

Agua de formacin: circula a travs de la roca almacn y tiende a depositarse

debajo de la acumulacin gas/aceite, siendo conocida esta zona como lmite o

contacto.

20

2.12. CRITERIOS GENERALES PARA CLASIFICAR FLUIDOS DE

YACIMIENTOS HIDROCARBUROS

Existen cinco tipos o patrones a partir de los cuales se pueden clasificar los fluidos de

un yacimiento de hidrocarburos:

Aceite negro

Aceite voltil

Gas Condensado

Gas Hmedo

Gas Seco

Es importante aclarar que el tipo de fluido SOLO se puede confirmar a travs de

pruebas experimentales de laboratorio PVT, aunque existen algunas reglas de dedo

gordo o de campo segn William McCain*, que se pueden emplear para obtener una

clasificacin preliminar. Estas reglas requieren el conocimiento de:

Relacin inicial gas / aceite (GOR inicial) scf/STB

Gravedad especfica del lquido en superficie a condiciones estndar (gravedad

API)

Color del fluido en superficie

Siendo el GOR el indicador ms importante.

21

Tabla No. 1 Clasificacin de Fluidos de Yacimientos Hidrocarburferos

Fluidos Aceite Negro

GOR inicial (SCF/STB)

22

Tabla No. 2 Gas Condensado

Gas Condensado

GOR inicial (SCF/STB) > 3,300

Gravedad especfica (API) 40-60

Color Marrn, verdoso, naranja o similar al agua.

Fuente:Repsol


Fig. No. 15 y 16 Gas Condensado Pobre

Fuente:Repsol


Gas Hmedo

GOR inicial (SCF/STB) > 50,000

Gravedad especfica (API) < 70

Color Similar al agua.

% Lquidos

Trayectoria de la Presin en el Y i i t

Punto Crtico

TEMPERATURA

PRESION

Separad

Lnea de

Lnea de

1

2

3

% Lquido

Trayectoria de la Presin en el

Punto Crtic

TEMPERATURA

PRESION

Separador

Lnea de

Lnea de Burbuja

23

Fig. No. 17 Gas Seco

Fuente:Repsol


2.13. CARACTERSTICAS DE LOS YACIMIENTOS - PRODUCCIN A continuacin se describe las caractersticas de los yacimientos de produccin 2.13.1. MECANISMOS DE EMPUJE EN LOS YACIMIENTOS

La mayora de los yacimientos poseen alguna forma de energa almacenada, que

permite en algunos casos que el mismo produzca sus fluidos.

Un programa de produccin debe ser establecido basado en las condiciones de energa

natural que existe en la formacin productora.

Los principales mecanismos de energa que se pueden presentar en un yacimiento son:

1. Empuje de agua

2. Empuje por capa de gas

3. Empuje por gas en solucin

4. Empuje combinado

% Lquidos

Trayectoria de la Presin en el Yacimiento

Punto Crtico

TEMPERATURA

PRES

IN

Separador

Lnea de Roco

Lnea de Burbuja

1

2

24

Un yacimiento con empuje de agua generalmente puede ser producido por flujo natural,

si la presin de este es suficientemente alta para vencer la columna hidrosttica ejercida

por los mismos fluidos de formacin.

Los yacimientos con empuje de agua son los ms eficientes productores, se alcanzan

factores de recobro alrededor de 60% en condiciones geolgicas favorables.

Bajo este empuje no existe usualmente suficiente presin capaz de hacer fluir el aceite a

superficie.

Generalmente un mtodo de levantamiento artificial es usado desde el comienzo de la

vida de produccin del yacimiento.

Bajo estas condiciones el gas natural contenido en el yacimiento se encuentra en

cantidad suficiente para saturar la zona de aceite y formar una capa de gas libre encima

de la capa de aceite.

Cuando el pozo es completado y se caonea en la zona inferior el gas ejerce una presin

sobre el aceite, hacindolo fluir hacia la superficie.

Una condicin natural de empuje combinado existe cuando hay ms de una fuente de

empuje en la formacin.

Empuje de agua y empuje por gas suelen aparecer juntas muy a menudo.

25

Las eficiencias de recobro en un yacimiento con empujes combinados es mayor que en

cualquier otro.

Fig. No. 18 Mecanismos de Empuje en los Yacimientos

Fuente:Repsol


2.14. CONCEPTOS BSICOS DE FLUJO DE FLUIDOS EN MEDIOS

POROSOS

A continuacin se detalla los conceptos de Flujo de fluidos en medios porosos: 2.14.1. DIGITACIN VISCOSA Al inyectar agua, se desplaza en principio al petrleo, con el tiempo se forman dedos

El aceite sale en menor proporcin y mezclado con agua.

El crecimiento de los dedos se debe a las inestabilidades en la interfase del fluido que

desplaza y del desplazado.

En yacimientos que presentan zonas de agua y/o gas adyacente a la zona de aceite

Cuando el pozo produce, las superficies de contacto se deforman dependiendo del tipo

de pozo.

26

La velocidad se relaciona directamente con la tasa de produccin, las condiciones de

completamiento y las propiedades de la roca y de los fluidos involucrados.

Fig. No. 19 Conificacin

Fuente:Repsol


Fig. No. 20 Cresting

Fuente:Repsol


27

CAPTULO III

28

CAPTULO III

3. APLICACIN Y DESCRIPCIN DE LOS COMPONENTES DE UNA

COMPLETACIN DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE CON Y-TOOL.

3.1. LA ESP, se usa para volmenes relativamente altos, ms aplicable a yacimientos

que estn bajo la influencia del empuje de agua y que adems tienen un alto porcentaje

de agua y bajo GOR.

Una ESP convierte la energa provista por un motor primario (motor elctrico) en

energa dentro del lquido que se bombea.

3.2. POR QUE USAMOS UNA Y-TOOL EN UNA COMPLETACIN BES

La aplicacin del sistema de Y-Tool en una completacin con BES nos permite utilizar

herramientas con wire-line, coild tubing por debajo del conjunto BES.

Una de las ventajas de la Y-Tool en un sistema BES es que podemos realizar trabajos

sin torre de reacondicionamiento el cual podemos minimizar ciertos gastos econmicos

que son muy representativos al momento de intervenir un pozo petrolero.

A medida de que el pozo se encuentra en produccin este puede tener ciertos cambios

en su produccin diaria, esto puede darse a varios factores como acumulacin de

parafinas en la cara de la formacin y tambin el incremento de agua en la produccin

diaria y por ende una cada drstica en la produccin del pozo.

29

Cuando tenemos los problemas mencionados lo primero que pensamos es en intervenir

lo ms pronto posible al pozo con una torre de reacondicionamiento, a continuacin

mencionaremos algunas de las ventajas de la utilizacin de la Y-Tool:

Algo que puede normalmente llevarse a cabo es el wire-line/CT. Coild tubing y wireline logging. Trabajos de estimulacin en el pozo con Coild Tubing a travs del By-Pass

Tubing.

Recuperacin de tapones instalados debajo del conjunto BES. Instalacin y recuperacin de Memory Gauge. Instalacin de un conjunto BES como Back-up por debajo del By-Pass Tubing. Detonacin de los caones de TCP instalados por debajo de la completacin

BES.

Caoneas en la zona inters con wire-line. Como dato histrico tenemos que la primera Y-Tool instalada fue en el ano de

1989 en el mar del norte.

30

Fig. No. 21 Instalacin estndar con Y-Tool.

Fuente:Repsol


Y-Tool

TeleSwivel Nipple

Bypass Clamps

Bypass Tubing

W.E.G.

(Wireline Re-Entry Guide)

Pump SuPump

ESP Discharge Head HeadDischarge Pressure Sub

ESP Pump

ESP Protector

ESP Motor

ESP Gauge

Motor Base Plug

Handling Sub

Well Casing

Top Nipple

31

3.3. PRINCIPALES COMPONENTES DEL BY-PASS SYSTEM (Y-TOOL).

A continuacin se hace referencia a los principales componentes del BY-PASS

SYSTEM.

3.3.1. Blanking Plugs.

El blanking plug es instalado en la cavidad del Tele Swivel , la funcin de este es evitar

la recirculacin de flujo en el sistema.

Fig. No. 22 Blanking Plug Convencional

Fuente:Repsol


32

3.3.2. BY-PASS TUBING.

Los By-Pass Tubing estn posesionados junto al ensamble del equipo de bombeo electro

sumergible (BES) , esta es la tubera que nos permite que puedan pasar las herramientas

tanto de wire-line y de coild tubing para realizar los diferentes trabajos en el pozo. Una

de las caractersticas de esta tubera es que en su parte interna es totalmente lisa con el

fin de que las herramientas que ingresan no tengan ningn tipo de obstruccin mientras

atraviesan los By-Pass Tubing.

Los By-Pass Tubing tienen una caracterstica especial al ajustarse entre tubos, estos no

necesitan de un torque alto al momento de juntar los tubos como sucede con los tubing

de produccin estndares, como norma los By-Pass tubing deben tener como mnimo 3

pies pasado al ultimo componente de la completacin BES esto con el fin de no tener

problemas con las herramientas a usarse en la operacin.

33

Fig. No. 23 By-Pass Tubing.

Fuente:Repsol


34

Tabla No. 3 Dimetros de By-Pass Tubing a usarse en los diferentes dimetros de

Casing.

Fuente:Repsol


35

3.3.3. BY-PASS CLAMPS.

Los By-Pass Clamps cumplen una funcin importante al momento del ensamble de la

Y-Tool , ya que estos sujetan y fijan los By-Pas Tubing al equipo BRS y tambin tiene

una ranura donde es alojado al Flat Cable Extention (FCE ) el cual protege el cable al

momento de bajar el equipo hasta el pozo.

Fig. No. 24 By-Pass Clamps.

Fuente: Repsol


36

3.3.4.1 RE-ENTRY GUIDE

Este componente va enroscado en el ltimo By-Pass Tubing y sus funciones son el de

guiar a toda la sarta BES mas Y-Tool en el pozo, nos esta sirviendo como una gua para

evitar cualquier obstruccin en el casing. Esta herramienta es totalmente biselada con el

objeto de que al retirar las herramientas de wire-line y coild tubing, estas no se queden

pescadas en los By-Pass Tubing.

Fig. No. 25 Re-Entry Guide

Fuente: Repsol


37

CAPTULO IV

38

CAPTULO IV

4. TUTORIAL SOFTWARE DESING PRO

El objetivo de este tutorial es proveer una gua para la versin 2.0 del Programa de

diseo ESP Desing Pro en la cual podrn observar cuadros con las diferentes

explicaciones de los diferentes casos.

4.1. PANTALLA DE DIALOGO

Fig No. 26 La primera pantalla Dialogo en el Desing Pro - Referencias del Pozo

Fuente:Schlumberger


39

En la primera pantalla (Figura 26) nosotros bsicamente ingresamos los datos de la

compaa operadora, los ingenieros encargados del diseo, el nombre del pozo y su

respectiva ubicacin.

Como podemos observar en la pantalla principal los iconos que estn por debajo del

men Well Reference se encuentran desactivados esto es por que el dialogo es

secuencial, siempre que terminemos de llenar los datos en una pantalla nosotros

debemos hacer clic en la opcin RUN y esta activara la siguiente pantalla de dialogo.

Fig No. 27 Segunda pantalla de dialogo Fluidos

Fuente:Schlumberger


40

Observe que el usuario debe tener la facilidad de cambiar las unidades para un

parmetro especfico. Si el parmetro es ingresado antes de etiquetar apropiadamente la

unidades con l, presione sosteniendo la tecla SHIFT mientras las unidades se cambian

mantendrn los valores en el cambio de parmetro. La barra tabuladora puede ser

utilizada para moverse entre parmetros. Hay dos opciones de entrada para ambos,

proporciones de agua, gas/petrleo, gas lquido (GOR/GLR).

El punto burbuja puede ser ingresado directamente o puede ser calculado una

correlacin basada en la superficie GOR o GLR. Si el usuario tiene un punto de burbuja

para una aplicacin, debe ingresar directamente porque un punto de burbuja calculado

desde un GOR/GLR pueda que no sea precisa. Para ingresar un punto de burbuja en el

cuadro junto al punto de burbuja debe ser seleccionado e ingresado el valor.

Este es el primer lugar para ingresar el reservorio de temperatura a no ser que la opcin

de Heat Transfer (transferencia de calor) haya sido seleccionada, y esta temperatura va

con la locacin del Datum para establecer el IPR. Para ste ejercicio se usarn los

siguientes parmetros: petrleo de 16 API, gravedad especfica de gas de 0.8, gravedad

especfica de agua de 1.03, 10% de corte de agua y un GOR de 400 scf/stb y un

reservorio de temperatura de 200 grados Fahrenheit.

Si no hay punto de burbuja real, no se dar a lugar la revisin en la caja de burbuja. El

programa calcular el punto de burbuja usando el GOR y una correlacin. Si tiene el

dato de la temperatura de reservorio ingrese directamente en el cuadro que se encuentra

entre cortado de color rojo.

41

Como paso final en esta pantalla seleccionemos y hagamos clic en Run Calculation el

cual nos permitir avanzar a la siguiente ventana de dialogo.

En la figura 28 podemos apreciar la pantalla con todos los datos ya llenados y listos para

ir a la siguiente ventana de dialogo.

Fig No. 28 Tercera pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


42

4.2. CONSTRUCCIN DEL POZO (WELLBORE)

Fig No. 29 Cuarta pantalla de dialogo

Fuente: Schlumberger


43

El cuadro de Construccin del Pozo (Wellbore) requiere toda la informacin que

describa el entubado, revestimiento, profundidad de las perforaciones (datum), las

temperaturas de reservorio y las de cabeza del pozo (Wellhead).

Existe una barra de Direccional Survey que nos sirve para ingresar datos de los grados

de desviacin del pozo en el caso de que sea horizontal o direccional, esto nos servir

para definir la curvatura o desviacin del pozo.

Note que las profundidades deben ingresadas en este cuadro deben ser profundidades

medidas MD y TVD.

Mientras la informacin de este ejemplo es ingresada en la figura 30, una representacin

de lo que la construccin del pozo (Wellbore) mostrara en este panel esquemtico del

pozo. Esta aplicacin tiene un casing de 9 5/8 con peso de 47lb/pie y un MD de

14400.

44

Fig No. 30 Quinta pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


45

El usuario ingresa la longitud del revestimiento y pulsa dos veces en la seleccin

marcada para llenar la informacin en la tabla. Para cerrar la ventana de seleccin de

casing el usuario puede pulsar en cualquier punto de la pantalla.

Fig No. 31 Sexta pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


46

No es necesario cerrar la ventana de seleccin de casing si hay mas secciones de

revestimiento para ser aadidas. Para aadir un segundo casing, por ejemplo con una

longitud de 500 pies, el usuario ingresa la longitud del nuevo casing y pulsa dos veces

en el tamao apropiado (figura 32). El usuario puede tener cualquier nmero de

secciones de casing y puede ingresar cada uno de ellos sin restricciones.

Fig No. 32 Sptima pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


47

Para borrar una seccin de casing, el usuario debe marcar la seccin deseada del

esquema y pulsar en el botn de borrado (cruz de color rojo). En ste ejemplo hay una

sola seccin, as que los otros se borran.

En este ejemplo el tamao de la tubera de produccin (tubing) es de 3 de peso

12.95lb/pie se extiende hasta 8500 (MD). Los 8500 pies (MD) son vistos por el

programa como la profundidad fija del equipo (succin de la bomba). El tubing trabaja

de la misma manera que el seleccionamiento del casing o revestimiento. La figura 33

muestra el asentamiento de las 2 tuberas.

48

Fig No. 33 Octava pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


49

La informacin de presin que ser usada por el Inflow Performance (rendimiento de

fluido) fue tomada en 14310 MD en este ejemplo y se ingresar bajo la perforacin.

Esta entrada puede o no puede ser la profundidad a la mitad de la profundidad de las

perforaciones. Si la informacin de presin del usuario para el Inflow Performance

Relationship (IPR) (Relacin de Rendimiento de Fluido) es tomado desde una

herramienta de monitoreo en el pozo, entonces, la profundidad de esa herramienta debe

ser usada como la profundidad datum en esta pantalla. El fondo del pozo o el reservorio

debe tambin correlacionarse con la profundidad datum que ha sido provista.

La temperatura de la cabeza del pozo (wellhead) dada en ste cuadro puede ser a este

punto una suposicin o una informacin dada por el operador del pozo.

Si la opcin del Heat Transfer (transferencia del calor) ha sido seleccionada, la

temperatura de la cabeza del pozo (wellhead) ser calculada y por lo tanto no puede ser

ingresada aqu. En este ejemplo la temperatura del fondo o temperatura de reservorio es

de 200 grados F y la temperatura de la cabeza del pozo (wellhead) es de 135 grados F.

50

Fig No. 34 Novena pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


Observe que tambin existe la opcin de poner un packer (figura 34) en el pozo a una

MD dada. Si el usuario no puede poner un respiradero de gas debido al packer

(empacador) u otra razn, entonces la opcin del Packer (no gas separation)

51

(empacador Sin separacin de gas) debe ser revisada. De otra manera, el programa

automticamente asumir una separacin de gases libres en el pozo aun cuando se haya

seleccionado la opcin del separador de gas o no en ventanas posteriores. La barra de

direccional survey (directional survey tab) se ilustra en la (figura 35).

Fig. No. 35 Dcima pantalla de dialogo



52

Este ejercicio es para un pozo apartado, as que la informacin se correlaciona a las

medidas de profundidad (MD) con la profundidad vertical (TVD) en el wellbore tiene

que ser ingresado aqu. En este ejemplo el programa calcular el ngulo de la vertical.

Si el usuario tiene el ngulo cualquiera ya sea el MD o el TVD, el programa puede

solucionarlo para cualquier otro parmetro.

La barra de trayectoria (trajectory) ha abierto un panel en el lado derecho de la pantalla.

Mientras los datos son ingresados, se dibujar la curva de trayectoria.

La primera entrada de datos en esta tabla no debe ser mas profunda que el punto de

partida donde el MD y el TVD son iguales (ngulo cerca de 0). Mientras mas datos

ingresen en la tabla, ms preciso ser el diseo.

La barra tabuladota puede ser usada para ingresar los datos. Un ahorro de tiempo se

muestra en la ilustracin en la (figura 36).

53

Fig. No. 36 Dcima primera pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


Si el usuario tiene datos tabulados que pueden ser copiados, entonces se los puede pegar

en el DesignPro Direccional Survey). La (figura 37) muestra los botones de copiar,

pegar y borrar que pueden ser usados en el Direccional Survey.

54

Fig. No. 37 Dcima segunda pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


El panel de la trayectoria de la curva (Trajectory curve panel) puede cerrarse con el

pin. Los cuadros en la parte superior pueden servir para copiar, pegar y borrar filas y

columnas. Los valores pueden ser trasladados a esta tabla desde otro archivo como se

55

muestra, o pueden ser llevados desde esta tabla a otro archivo. Al marcar datos, se

prende la X roja para borrar. Otras caractersticas que se pueden observar el zoom in,

zoom out, copy to clipboard, print, legend e conos de mouse tracking.

4.3. ENTRADA DE DATOS (INFLOW DATA)

Fig. No. 38 Dcima tercera pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


56

Existen dos opciones para el rendimiento de flujo (Inflow Performance) PI o Vogel. El

ndice de productividad (PI) se recomienda para diseos de corte de agua altos mayores

del 40% de agua o para diseos de corte de bajo petrleo. Vogel se recomienda para

diseos de corte de petrleo en un 100% o para diseos de corte bajo de agua. El Vogel

corregido para corte de agua se recomienda para la mayora de aplicaciones medianas

con cortes con abundante agua y cortes con buen petrleo.

Es casi posible que el usuario aminore equipo si el mtodo de ndice de productividad se

usa para una aplicacin que tiene un corte razonable de petrleo especialmente si hay

algn GOR. Con el PI el usuario tiene la opcin de revisar e ingresar al ndice de

productividad o ingresar al Test Data (Informacin de prueba). En cualquiera de los dos

casos se debe proveer el Bottom Hole Pressure (Presin del fondo del pozo) (con los

cuadros en rojo). A veces el operador de todo el pozo dar el PI aun cuando la

aplicacin sea de corte alto de petrleo. En estos casos, el usuario debe calcular presin

producida para una tasa de fluido moderado (mas bajo de lo deseado) usando la frmula

PI=Q/(Pr Pwf) donde Q es la tasa de fluido en la presin producida (Pwf).

Pr es la presin de reservorio o presin esttica. La tasa de fluido y los datos de presin

producida deben ser ingresados bajo Vogel con la opcin de correccin de corte de

agua. Esto dar por lo menos una consideracin al efecto de gas del Vogel. Observe

que el nivel de fluido de la superficie (MD) puede ser usada en vez de la presin y

entonces la misma ser calculada. Para la opcin de nivel de fluido (fluid level option)

es importante que la presin del revestimiento se incluya al ingresar el nivel de fluido.

Observe que si la informacin de la presin es tomada en una locacin en vez de una

57

perforacin (datum) que fue ingresada en la pantalla Wellbore, aqu el usuario puede

sealar una profundidad diferente para la presin dada.

La (figura 39) muestra a Vogel con la opcin de correccin de corte de agua (water cut

correction).

Fig. No. 39 Dcima cuarta pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


58

Para este ejercicio se aplicar el mtodo de rendimiento Vogel (Vogel Performance

Method).

Aun cuando el corte de agua es bajo en este ejercicio para el caso 1, se usar la

correccin de corte de agua (Correct for Water Cut).

Los datos dados incluyen un SBHP esttico (presin de fondo fluyente) de 1863 psi.

Esta es una lectura del punto datum de 14310 pies MD.

Los datos de prueba incluyen 1250 stb/d con una presin producida en el punto datum

(datum point) de 1400 psi tambin dado en 14310 pies MD.

Despus de ingresar los datos, los clculos (Run Calculations) deben verse como en la

FIG 40.

59

Fig. No. 40 Dcima quinta pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


60

4.4 DISING CRITERIA (ESTNDARES DE DISEO)

Hay tres modos de solucin que se pueden usar: solucin para la presin del bombeo de

ingreso (pump intake pressure), solucin para la tasa de fluido (flowrate), o solucin

para el profundidad de bombeo (pump depth). Para solucionar cualquiera de ellos, el

usuario debe ingresar los otros dos. A no ser que el usuario este solucionando la

profundidad de bombeo, se asume que el final del tubing es la profundidad del bombeo.

Si el usuario resuelve la profundidad de bombeo el programa ajusta el final del entubado

a la nueva profundidad de bombeo. En la mayora de aplicaciones el usuario querr

tener una tasa de flujo deseada de produccin y un equipo conocido de bomba de

profundidad para calcular la presin de entrada a la bomba.

Los cuadros rojos indican parmetros necesarios para ingresar, sin embargo, esta

pantalla es la primera oportunidad para seleccionar la frecuencia de diseo (design

frequency) y aqu debera cambiarse si no es la aplicacin que necesita. Observe si el

usuario decide poner una bomba de profundidad o la tasa de fluido e ingresa la presin

de entrada, ya que tambin se mantiene disponible la opcin de ingresar el nivel de

fluido desde la superficie o el nivel de fluido por encima de la bomba.

El nivel de fluido es la profundidad medida (Measured Depth). Para este ejemplo, el

modo de solucin se dar por la presin de entrada usando una tasa de fluido de 2000

stb/dy una superficie o presin del wellhead de 200 psi.

61

Para darle Un Run Calculation al programa la pantalla debe estar como se muestra en la

(figura 41).

Fig. No. 41 Dcima sexta pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


62

En esta pantalla es muy importante ya que aqu el diseador del equipo BES da su

criterio en cual debe conocer en totalidad al equipo que esta seleccionando y tambin a

la frecuencia a la que va a trabajar el equipo de fondo, si el diseador no conoce datos

esenciales como los que hay que adjuntar en esta ventana el programa nos estara

cualquier tipo de informacin el cual de aqu depende el xito o el fracaso del equipo

BES que va a trabajar en el pozo.

63

4.5 SELECCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE FONDO

Fig. No. 42 Dcimo sptima pantalla de dialogo-Separador de Gas

Fuente:Schlumberger


En la ventana de dialogo separador de gas (Gas Separator) el diseador tiene la opcin

de seleccionar dos tipos de succiones o entradas de fluido a la bomba, si los parmetros

64

de porcentaje de gas son muy pequeos y el porcentaje de agua es muy elevado se

seleccionara solo un intake (Succin de la bomba), pero si los parmetros de gas son

elevados o queremos trabajar por debajo del punto de burbuja seleccionaramos un

separador de gas ya se este dimano o esttico.

La diferencia entre un intake y un manejador de gas es que el separador de me maneja

grandes cantidades de gas y este a la vez separa en un buen porcentaje evitando de esta

manera que el gas entre a la bomba y enviando todo el gas separado a la seccin anular.

Ahora lo que se muestra en la tabla en la parte derecha bajo Separacin Natural (Natural

Separation) es del porcentaje de gas por volumen que entrar en la bomba basado en las

curvas de Alhanati Simple de separacin natural. De nuevo, los mensajes indican que

es demasiado gas para una bomba normal.

Si el usuario usa la lgica e indica otro tipo de separacin natural, digamos por ejemplo

sosteniendo la bomba bajo la perforacin, el cuadro de separacin natural puede ser

revisado, se puede ingresar un valor y los clculos (Run Calculations) se aplican. Un

ejemplo de esto est en la (figura 43).

65

Fig. No. 43 Dcimo octava pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


Aqu hay otras opciones para manejar el gas. Un separador de gas puede ser instalado

en la cuerda para ver si ser suficiente para manejar el gas. La opcin de separacin de

gas en la pantalla abre una nueva tabla que se puede apreciar en la (figura 44).

66

Fig. No. 44 Dcimo novena pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


Cuando se ha seleccionado un separador de gas habr mensajes apropiados. Algunos de

los separadores de gas no tienen guas incluidas pero aquellos que estn en la hoja de

GAS-SEP darn los pasos a seguir en la separacin del gas y los mensajes apropiados.

67

Todas las guas de separadores de hoy basan la total separacin en ambos, la separacin

manual y mecnica combinada, as que la opcin de separacin natural y la eficiencia

no se ve relevante. Si no hay gua a seguir para el separador, entonces la eficiencia del

separador de gas natural llega a ser la eficiente separacin total que ser aplicada. En la

(figura 45) muestra la seleccin de un separador de gas con pasos a seguir.

Fig. No. 45 Veinteava pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


68

4.5.1. BOMBA

Fig. No. 46 Veinteava pantalla de dialogo

Fuente:Schlumberger


De acuerdo a la informacin de las pruebas de produccin, tazas y de ndice de

produccin (IP) al momento de ubicarnos en la pantalla de seleccionamiento de bombas

69

(Pump) el programa nos da una lista de bombas de las que se puede utilizar en pero aqu

se seleccionara la mejor opcin y la bomba que mas se ajuste al rango de produccin ya

que es difcil que en un taller de reparacin y ensamblaje de bombas exista todas las

bombas que el catalogo tiene a su disposicin.

Antes de seleccionar una bomba, se necesita fijar la opcin de avanzado (Advanced) ya

que aqu estaramos fijando porcentajes de derateo (Derate Factors) en la bomba, estos

nos sirve para poder ajustarnos mas a la curva de trabajo de la bomba y tambin a los

datos de evaluacin del pozo.

Estas opciones pueden impactar el desenvolvimiento de la bomba, En la opcin de

avanzado (Advanced) se abre en la pantalla como se muestra en la (figura 47).

70

Fig. No. 47 Pantalla de dialogo Veintiuna

Fuente:Schlumberger


Existen algunas fallas (defaults) que ajustar aqu. Una vez que se haya guardado cada

archivo nuevo los usar a no ser que sean cambiados nuevamente. Es aqu donde las

bombas pueden ser limitadas en la tabla de seleccin para ajustarse dentro de un rango

de la tasa designada. Factores de derateo pueden ser empleados en la bomba (tiles en

aplicaciones de alto porcentaje de gas). Aqu, despus de ser seleccionada la bomba, los

factores de correccin de la viscosidad promedia aplicados en la bomba se observan o

71

aqu los factores de correccin de viscosidad a ser usados pueden ser insertados anulan

el algoritmo del programa. El usuario puede encender la opcin para bajar el

calentamiento de la bomba en el fluido y hasta puede ajustar el porcentaje (aplicaciones

viscosas tiles). El usuario puede especificar las condiciones de entrada mnimas donde

el aviso de advertencia se produce si el diseo trata de ir por debajo de ste lmite.

El usuario debe estar al tanto del nivel de fluido en la bomba especialmente en

aplicaciones de presin en revestimientos altos mientras la presin de entrada en la

bomba puede ser aun mayor que ste lmite pero el nivel de fluido en la bomba puede

ser negativo. La presin del revestimiento nunca debe exceder a la presin de entrada a

la bomba.

El usuario puede seleccionar como ser tratado el gas en los clculos a travs del

bombeo: puede regresar a la solucin si llega al punto de burbuja en la bomba o si

puede ser procesado como gas comprimido aun cuando la presin exceda el punto de

burbuja en la bomba. La seleccin incluye los porcentajes del gas para ambas opciones.

Se recomienda el experimentar con esto pero de una manera conservadora (es decir

tomar la mayora de los pasos dados por las elecciones). Es siempre mejor el proveer

ms seleccin desde el diseo a aminorarlo y no hacer el diseo de produccin. Este es

el lugar para elegir la fuente de seleccin de bombas: del catlogo o de un archivo de

inventario que se ha creado.

72

Para este ejemplo de aplicacin se muestra todas las bombas que se ajustan en el

revestimiento (Casing). En la figura 48 podemos observar que regresamos a la barra de

seleccin de bomba.

Fig. No. 48 Pantalla de dialogo Veintids

Fuente:Schlumberger


73

Basado en la tasa total (Total Rate) y el B.E.P., la bomba SN2600 se selecciona y los

clculos (Run Calculations) se aplican para ser mostrados en la pantalla en la (fig. 49).

Fig. No. 49 Pantalla de dialogo Veintitrs

Fuente:Schlumberger


74

Tambin en la (figura 49) podemos observar la curva de catalogo para la bomba

seleccionada y podemos ver el rango de operacin de la bomba a las condiciones de

catalogo, ahora en la (figura 50) podemos apreciar la curva real (ActualTDH) que el

programa nos a desplegado de acuerdo al seleccionamiento de bomba y a los datos que

nosotros ingresamos en Desing Pro.

Fig. No. 50 Pantalla de dialogo Veinticuatro



75

En este punto el usuario puede o no puede querer seguir adelante y seleccionar la

cobertura de la bomba o puede regresar despus de que la seleccin de motor toma en

cuenta el motor y su calentamiento puesto en el flujo y prdidas del motor en

revestimientos estrechos. As tambin la tabla de seleccin de bomba puede ser

solucionada por una columna si va a ayudar a la seleccin de bomba.

Para clasificar una columna el usuario puede pulsar el ratn en la etiqueta de Columna.

Los parmetros en el lado derecho del panel que no estn en gris son modificables en

esta pantalla. Cada vez que se cambia un parmetro, los clculos (Run Calculations)

deben aplicarse nuevamente. En este ejemplo el housing debe ser seleccionado

teniendo siempre en mente que es posible que se puedan necesitar ms pasos despus de

que el motor ha sido tomado en cuenta.

En la barra de Housing/Intake que se muestra en la (figura 51) el usuario selecciona el

numero de etapas que le indico en el calculo anterior del (Actual TDH), con este

numero de etapas la bomba es capaz de levantar el fluido desde la succin de la bomba

hasta la superficie.

76

Fig. No. 51 Pantalla de dialogo Veinticinco

Fuente:Schlumberger


En la (figura 51) nos muestra las selecciones hechas para este ejemplo.

77

Fig. No. 52 Pantalla de dialogo Veintisis

Fuente:Schlumberger


En este caso los housings 30 y 40 ES CR-CT fueron aadidos al lado derecho de la tabla

dando un total de 83 etapas en la bomba.

78

Fig. No. 53 Pantalla de dialogo Veintisiete



En la (figura 52) se muestra ya la curva interpretada con las 83 etapas.

79

Es importante cada vez que se termina de ingresar datos y de seleccionar las opciones

necesarias para el diseo del equipo BES dar un clic en el icono Run Calculation, a

continuacin podemos ver en la parte derecha inferior de la (figura 54) el consumo de la

bomba en caballos de fuerza (Horse Power). Con este dato de consumo en HP podemos

ya tener una idea de que motro podramos seleccionar para esta aplicacin.

Fig. No. 54 Pantalla de dialogo Veintiocho

Fuente:Schlumberger


80

4.5.2 MOTOR

Fig. No. 55 Pantalla de dialogo Veintinueve

Fuente:Schlumberger


Una vez ms existe una tabla en el lado derecho de la pantalla que detalla el estado de

operacin o los parmetros de diseo. Observe que el nmero de pasos en la tabla no

81

estn en color gris. Un campo que no est en color gris en estas tablas ofrece la

oportunidad de cambiar los parmetros en la pantalla.

Fig. No. 56 Pantalla de dialogo Treinta

Fuente:Schlumberger


Como en las opciones Advanced de la bomba el usuario aqu puede tener la posibilidad

de reducir la tabla de seleccin de motor a aquellos motores que estn dentro de un

82

rango alrededor de los caballos de fuerza (figura 55). El default (falla) es que todos los

motores que se ajustan en el revestimiento.

Aqu es donde un tubo de instrumen

Documents

Esp Uso de Bypass