MODULO 10 CAPITULO 1INTRODUCCION SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENOUNIDAD DE POST GRADO DOCENTE: ROBERTO MALLEA FORTUNSANTA CRUZ, FEBRERO 2014

SURGENCIA NATURALEn un pozo fluyendo hay suficiente energa almacenada en el yacimiento, para que el flujo llegue hasta la estacin de flujo. La presin del yacimiento y el gas de formacin suministran esta energa de levantamiento. Cuando la energa del yacimiento es muy baja para que el pozo fluya o cuando el volumen de la tasa de produccin deseada es menor de lo que la energa del yacimiento puede aportar, necesariamente esto obliga a la instalacin de un mtodo de levantamiento artificial.

ELEVACION ARTIFICIAL Existen varios sistemas de elevacin artificial, los ms conocidos son:

SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIALBombeo mecnico (Rod Pumps)Bombeo Hidrulico (Hydraulic Pump)Bombas Electro Sumergible (ESP)Gas Lift (G.L.)Bombeo por Cavidad Progresiva (PCP)Plunger LiftNuevas tecnologasJet Pump

CUADRO COMPARTIVO DE ELEVACIN ARTIFICIAL

Hoja1

Sistema de Bombeo MecanicoSistema de Bombeo Electro SumergibleSistema de Bombeo HidrulicoSistema de Pistn Hidrulico.Bombeo por Cavidad ProgresivaSistema de Plunger LiftSistema de Gas Lift

Profundidad de Operacin100 - 11000' Pies1000 - 10000 Pies5000 - 10000 Pies7500 - 10000 Pies2000 - 4500 Pies8000 Pies5000 - 10000 Pies

Volumen de Produccin5 - 1500 BPD200 - 20000 BPD300 - 1000 BPD50 - 500 BPD5 - 2200 BPD50 BPD100 - 1000 BPD

Temperatura de Produccin100 - 350F100 - 275F100 - 250F100 - 250F75 - 150F120F100 - 250F

Desviacin del pozo0 - 20100 - 200 - 20N/AN/A0 - 50

Manejo de corrosinBueno a excelenteBuenoExcelenteBuenoAceptableExcelenteBueno a Excelente

Manejo de gasAceptable a buenoAceptableBuenoAceptableBuenoExcelenteExcelente

Manejo de slidosAceptable a buenoAceptableBuenoPobreExcelentePobre a AceptableBueno

Gravedad especifica del fluidoMayor 8 APIMayor 10 APIMayor 8 APIMayor 8 APIManor 35 APIN/AManor 15 API

Servicio de ReparacinWorkover o PullingWorkover o PullingHidrulico o WirelineHidrulico o WirelineWorkover o PullingWirelineWorkover o Pulling

Tipo de elevador principalMotor a Gas o ElectricidadMotor elctricoBomba a Gas o ElectricidadBomba a Gas o ElectricidadBomba a Gas o ElectricidadPozos SurgenteCompresor a gas o electricidad

Eficiencia promedio del Sistema45% a 60%35% a 60%10% a 30%45% a 55%40% a 70%N/A10% a 30%

RGP Requerido400 scf/bbl/1000 pies

Hoja2

Hoja3

SISTEMAS DE ELEVACION ARTIFICIAL

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALSISTEMAS NO CONSIDERADOSDe acuerdo a la tabla, los siguientes mtodos son considerados; pero no son utilizados actualmente en Bolivia.

ESPBombeo Hidrulico (Bajadas con arreglo)PCPPlunger Lift

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALSISTEMAS ANALIZADOSLos siguientes mtodos son considerados; debido a que en algunos yacimiento de Bolivia se los utiliza:

Bombeo Mecnico

Jet Pump (Bomba Hidrulica Insertable)

Gas Lift

BOMBEO MECANICOPara un determinado paso de presin en el yacimiento se tiene que la energa natural que empuja a los fluidos deja de ser suficiente, es en este momento cuando se recurre al uso de un mecanismo artificial para continuar extrayendo hidrocarburos, para este caso dicho mecanismo es el bombeo mecnico.El bombeo mecnico es un procedimiento de succin y transferencia casi continua del petrleo hasta la superficie, considerando que el yacimiento posee una determinada presin, la cual es suficiente para que el petrleo alcance un determinado nivel en el pozo.

FUNCIONAMIENTOLa bomba se baja dentro la tubera de produccin y se asienta en el fondo con el uso de empacaduras. La bomba es accionada por medio de las varillas que le transmiten el movimiento desde el aparato de bombeo (ste consta de un balancn al cual se le transmite el movimiento de vaivn por medio de la biela y la manivela, stas se accionan a travs de una caja reductora movida por un motor).El balancn de produccin imparte un movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succin que mueve el pistn de la bomba, colocada en la sarta de produccin o de educcin, a cierta profundidad del fondo del pozo.

FUNCIONAMIENTOLa vlvula fija permite que el petrleo entre al cilindro de la bomba. Por un lado en la carrera descendente de las varillas, la vlvula fija se cierra y se abre la vlvula viajera para que el petrleo pase de la bomba a la tubera de educcin. Por el otro, e En la carrera ascendente, la vlvula viajera se cierra para mover hacia la superficie el petrleo que est en la tubera y la vlvula fija permite que entre petrleo a la bomba. La repeticin continua del movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo hacia la superficie.La bomba consiste en un tubo de 78, 74 288, 1889 pulgadas de largo con un dimetro interno de 1, 5 2, 25 pulgadas, dentro del cual se mueve un pistn cuyo extremo superior est unido a las varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja dentro o se enrosca en el extremo de la tubera.

EQUIPO CONVENCIONAL DE BOMBEO MECANICO

EQUIPO DE BOMBEO MECANICO TIPO BALANCIN

CICLO DE BOMBEO MECANICO

CABEZAL Y CONEXIONES SUPERFICIALESEn el cabezal del pozo se utilizan vlvulas para el control y manejo de los fluidos, as como accesorios para la operacin del equipo de bombeo mecnico y el aparejo de produccin.

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL BOMBEO MECANICOVentajas:Diseo simple y bsicoControl de optimizacin disponible (monitoreo de performance)Puede trabajar a baja FBHPAdecuado para caudales bajosRelativamente baratoDesventajas:Desgaste de la bomba con produccin de slidosGas libre reduce la eficiencia de la bombaFriccin en pozos desviadosNo recomendable para pozos altamente desviadosNecesita equipo pulling

GAS LIFTElevacin artificial mediante el sistema de Gas Lift consiste en inyectar gas para levantar el liquido que se encuentra en el pozo, puede ser de manera continua o intermitente.Se reduce la densidad de la columna por desplazamiento de los lquidos mediante la inyeccin de gas a travs del espacio anular (entre columna) hacie el interior drl tubing de produccin del pozo.

OBJETIVO

Proporcionar al Ingeniero de Produccin, los elemento necesarios para realizar, Diseos, Rediseos y Optimizacin de sistemas que producen por LAG. Al finalizar el curso, los participantes debern estar en capacidad de optimar produccin y costos de produccin, utilizando los conocimientos tericos en la solucin de problemas relacionados con el mtodo.

GAS LIFT CONTINUOA medida que el gas asciende y encuentra menores presiones continua expandindose reduciendo an ms la densidad del fluido.

A medida que el gas sigue expandindose, se juntan las burbujas, creando bolsones mas grandes, hasta que al llegar a superficie es posible que el gas y el lquido fluyan en tapones separados.

GAS LIFT INTERMITENTESe inyecta el gas en forma peridica, por ciclos, y a caudales muy elevados.En este sistema la vlvula operadora permanece cerrada hasta que alcanza la presin de apertura.En el momento que se alcanza la presin de operacin, la vlvula se abre rpidamente permitiendo que el gas entre en el pozo a un caudal muy alto.El bolsn de gas entra al pozo a alta velocidad, comienza inmediatamente a elevar los lquidos que se encuentran por encima y los expulsa rpidamente de la tubera de produccin.

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL GAS LIFTVentajas:Tolera slidosFlexible: Ajuste de diseo al cambiar IPRFlexible: Acepta amplio rango de Prof. y caudalesCostos bajos operaciones y de mantenimientoSi existe disponibilidad de gas a alta presinTolera desviaciones grandes de pozoMantenimiento simpleAcceso total al reservorioProduccin multipozoTestingDesventajas.Disponibilidad de gasPrecipitacin de slidos debido al enfriamiento por la inyeccinLevantamiento de volmenes bajos es ineficiente (resbalamiento)Mnimo FBHP altoPresin de abandono no alcanzado (prdida potencial de reserva)

ACCESORIOS SUB-SUPERFICIALESEl Gas Lift requiere dos clases de accesorios, la vlvula de gas y el mandril que es el elemento que conecta la vlvula con el tubing.Vlvulas de Gas Lift.- Son bsicamente reguladores del subsuelo y se asemejan mucho a los reguladores de gas de superficie, ambos tienen un elemento de carga ( fuelle cargado N2, resortes o combinacin de ambos), un elemento de reaccin, un elemento de transmisin (fuelle), un cuerpo y un orificio.Todas las vlvulas de gas lift tienen una vlvula de retencin, generalmente accionada por resorte.Mandril para gas Lift.Es el equipo fabricado con material tubular y cuya funcin es la de sostener a la vlvula de gas lift en su lugar sobre el tubing.Hay dos tipos bsicos de mandriles, para vlvulas recuperables por caera y los mandriles para vlvulas recuperables por cable.El primero, que es el ms antiguo, tiene dos soportes externos donde se instalaba la vlvula de gas lift y se enroscaba al tubing, mientras que el segundo contiene bolsillos internos donde la vlvula puede asentarse y recuperarse con cable.

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL GAS LIFTPistoneo GLS Presin Alta - Arranque GLS - Presin Baja - Autonomo GLS - Presin AltaIntermitente

Generalidades del Levantamiento Artificial por GasLevantamiento Artificial por Inyeccin de Gas Levantamiento por Inyeccin de Gas Intermitente CERRADAt i : TIEMPO DE INFLUJOt v : TIEMPO DE VIAJEt e : TIEMPO DE ESTABILIZACINTc (min) = TIEMPO DE CICLO = t i + t v + t eCIERRAABRECIERRACERRADAABREN = 1440 / Tc

INSTALACION MODELO DE GAS LIFT

TIPOS DE INSTALACIONESInstalacin abierta: sin vlvula fija ni Packer, lo cual no es comn encontrar en flujo por tubing pero que se utiliza cuando se produce por espacio anular, a veces con un tapn ciego en el fondo.Instalacin Semicerrada: emplea un Packer pero no lleva vlvula fija, se emplea para flujo continuo. Instalacin cerrada: tiene una vlvula de pie y un Packer en el fondo del tubing, se recomienda para instalaciones de gas lift intermitente, donde la vlvula impedir que el gas a alta presin ingrese a la formacin por los baleos.

VENTAJAS DEL GAS LIFTEl costo inicial del equipamiento bajo boca de pozo es generalmente menor que para otros sistemas de extraccin.Es el sistema ms flexible en cuanto a rango de caudales sin grandes modificaciones en el sistema.Prcticamente no es afectado por la produccin de arena.Muy baja frecuencia de intervenciones y en general las mismas pueden realizarse con wire line.Opera sin inconvenientes en pozos desviados.

LIMITACIONES DEL GAS LIFTEs imprescindible contar con una fuente de gas natural, ya sea gas asociado del yacimiento o de alguna fuente externa.La compra de compresores necesarios y los tiempos de entrega son muy altos.Las grandes distancias entre pozos puede incrementar el costo del sistema de recoleccin y distribucin del gas.

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL ESP y PCPDurante la terminacin del pozo ARN-X1 se intent implementar ambos sistemas, sin resultado positivo.ESP no es aconsejable para caudales

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALPLUNGER LIFTSe probo instalando un sistema de Plunger Lift en el pozo LPS-X1, con resultado negativo.Debido a la baja RGP, no funciona.Para que el Plunger pueda viajar, se necesitara inyectar gas, ya sea como Puff & Puff o como Gas Lift.No se dispona de gas en el campo.En ese momento la empresa Chaco no dispona de excedentes de gas para vender a YPFB ANDINA.

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALJET PUMP INSERTABLEVentajas:Puede utilizar agua o crudo como fluido motrizNo tiene parte mvilesTolerante a altas desviaciones de pozoControl de velocidad muy flexiblePosible inyectar inhibidoresCosto Mantenimiento bajoNo necesita WOPozos mltiplesTestingDesventajas:Alta presin superficieSistemas con petrleo son riesgososMnima FBHP altaAbuso del operador para maximizar la produccinPersonal capacitadoTratamiento del fluido motrizPeligro potencial por lneas superficiales presurizadas

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALJET PUMP INSERTABLE

EQUIPO PORTABLE DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL JET PUMP INSERTABLE

FIN DEL CAPITULO

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