PLUNGER LIFT

Produccin por embolo viajero

INTRODUCCIN

El Plunger Lift fue diseado e

implementado inicialmente en los

Estados Unidos para la explotacin de

aproximadamente 120,000 pozos de

gas condensado.

Es por lo tanto, un sistema de

levantamiento para pozos que producen

lquidos a bajas tasas (menores a 250

BOPD) con relaciones gas-lquido (GLR)

elevadas.

DONDE APLICAR PLUNGER LIFT

Este mtodo es aplicable en los pozos ( 100 Bbl/D), pozos

profundos (+ 16.000 pies), slimhole pozos (2

- a 3 pulgadas casing), y los pozos con los

empacadores (packers). Los operadores han

utilizado con xito el plunger lift en presencia

de parafinas, de arena, y en la produccin de

hidratos.

PROPSITO DEL PLUNGER LIFT

Cuando las presiones del reservorio declinan y

caudales / velocidad se reducen, el

mecanismo de elevacin cambia. Lquidos no

son arrastrados por la niebla y comienzan a

unirse en las paredes de la tubera de

produccin y cae a fondo por gravedad, asi

tambin la formacin de baches de liquido.

Formacin de liquido en fondo de pozo obstaculizando la produccin debido al

peso hidrosttico en el tubing

OPERACIN Y CICLOS DEL EMBOLO

El Plunger o pistn viajero, es una interface mecnica entre los lquidos del pozo y el gas producido. Los lquidos son levantados hasta la superficie, mediante el movimiento ascendente de un pistn viajero que va desde el fondo hasta la superficie.

COMO FUNCIONA EL SISTEMA?

PRIMERO

El mbolo descansa en el resorte

impulsor del agujero inferior que se

ubica en la base del pozo. Conforme

se produce gas en la lnea de ventas,

los lquidos se acumulan en el

agujero del pozo, creando un

aumento gradual en contrapresin

que hace ms lenta la produccin

de gas.

SEGUNDO

Para invertir el descenso de la

produccin de gas, el pozo se

cierra temporalmente en la

superficie mediante un controlador

automtico. Esto causa que la

presin del pozo aumente

conforme un volumen grande de

gas a alta presin se acumula.

Una vez que se obtiene suficiente

volumen de gas y presin, el

mbolo y la carga de lquido son

empujados a la superficie.

TERCERO

Desde ese momento, el pistn

metlico comienza su viaje

ascendente y arrastra los lquidos

desde el fondo, producto del

impulso transmitido por la alta

velocidad del gas que se

encontraba presurizada

anteriormente, mas la produccin

de gas proveniente del

yacimiento.

CUARTO

El mbolo llega y queda

capturado en el lubricante,

situado enfrente de la salida

superior del lubricador.

QUINTO

El gas que ha levantado el

mbolo fluye a travs de la

salida inferior a la lnea de

ventas.

Mientras en el fondo vuelve

a formarse liquido

SEXTO

Una vez que se estabiliza el

flujo de gas, el controlador

automtico libera el

mbolo, bajndolo por la

tubera.

APLICACIONES DEL PLUNGER LIFT

REMOCIN DE LQUIDOS EN POZOS DE GAS

Bajo una cierta velocidad critica, los lquidos

tienden a migrar por debajo de la tubera y

comienzan a acumularse en el fondo.

La funcin del pistn es prevenir que estos

lquidos se acumulen hasta el punto de que el

pozo deplete o requiera de un periodo de cierre

para se recuperacin (periodo en el cual es

intervenido).

EN POZOS CON ALTA RELACIN DE PETRLEO.

Una instalacin de pistn para este tipo de pozo deber entrar por ciclos lo ms a menudo posible. Esta deber tener un tiempo de cada rpido y ser producido dentro de las facilidades de produccin a una relacin alta. La operacin de este tipo puede producir solo fracciones de barril por viaje, pero ya que hemos calificado al pozo como de alta productividad, el pozo se recuperara rpidamente para otro ciclo.

CONTROL DE PARAFINA

La Parafina comienza a formarse a una

temperatura de aproximadamente 100 F.

La instalacin de un suspensor y un resorte en

algn lugar debajo de la lnea de parafina

facilita la utilizacin de un pistn para "limpiar"

la tubera varias veces al da y prevenir la

formacin de parafina.

VENTAJAS

Especficamente diseado para el uso en pozos de baja tasa con problemas de carga de lquido, por

ejemplo para remover el lquido de pozos de gas.

Buena confiabilidad, combinada con un fcil mantenimiento y bajos costos de instalacin y

operacin.

Fcil de recuperar, sin estructura ni taladro. Ayuda a mantener el tubing libre de parafinas y scales.

Aplicable para pozos con alto GOR. Se puede utilizar en conjunto con gas lift intermitente. Se puede utilizar incluso sin suministro de energa externa, excepto para la apertura remota de las

vlvulas.

DESVENTAJAS

Requiere de relaciones de gas-lquido especficas para que funcione el sistema.

Bajas ratas de produccin. Pobre funcionamiento en presencia de slidos. Requiere vigilancia para su ptimo funcionamiento. Anular vivo, lo cual representa riesgo en superficie. No permite alcanzar la deplecin del yacimiento, para lo cual se requerira de otro sistema.

Requiere supervisin de ingeniera para una adecuada instalacin.

Peligro para las instalaciones en superficie, asociado a las altas velocidades que puede alcanzar el pistn durante la

carrera.

Se requiere comunicacin entre el casing y el tubing para una buena operacin, a menos que se use con gas lift.

EQUIPOS DE SUPERFICIE

LUBRICADOR

El lubricante es instalado

directamente en la cima del

arbolito de navidad o la

vlvula maestra. La funcin

primaria es absorber la

energa cintica del embolo

al final superficie de su

viaje. Este consiste

bsicamente en un resorte,

plataforma de contra

choques y un tapn

removible para la inspeccin

del embolo.

TIPOS

ferguson PSC

VLVULA MOTORA

Es la encargada del cierre

y apertura del sistema

para que el plunger pueda

ascender o descender

hasta el fondo

CONTROLADOR

Este controlador es principalmente un reloj de cuerda con una rueda de tiempo y sistema neumtico.

Este responde a un intervalo de tiempo en la rueda para enviar o bloquear una seal a la vlvula de motor. El tiempo determina la frecuencia y duracin de prendido o apagado de la seal.

TIPOS

Tiempo de ciclo Controlador de presin Controlador electrnico

Controlador liqlift Controlador autocycle

SENSOR DE LLEGADA

Estos sensores estn

montados en la cabeza del

pozo a detectar la llegada

del mbolo, lo que permite

al operador supervisar ms

fcilmente las aplicaciones

en la deteccin del mbolo

es difcil o poco fiable.

TIPOS

Impulsado por un

microprocesador incrustado,

continuamente se auto

calibra para filtrar el ruido

del ambiente. Utiliza

tecnologa avanzada 3D.

Montada en el lubricador de

superficie. (PSC)

la seal Electrnica-generada de

la llegada alerta el regulador de

la llegada del mbolo. Utiliza la

fuente de alimentacin del

regulador, y es sensibilidad

puede ser ajustado para ganar

la seal ptima. (FERGUSON)

EQUIPOS DE SUBSUPERFICIE

BUMPER SPRING

Es el elemento que

amortigua la llegada

del pistn al fondo del

pozo,

PLUNGERS

PLUNGERS

Este viaja libremente

dentro del tubing

produciendo de

manera intermitente.

Constituye la

interfase entre el gas

impulsor y el lquido

producido

TIPOS

PISTONES CON ALMOHADILLAS

Especialmente indicados para

pozos que producen slidos

(arena). El pistn tiene la

capacidad de colapso de su

dimetro exterior, de modo que

puede pasar por espacios

estrechos dentro de la tubera.

TIPOS

PISTON DE FIBRA

Son pistones con prestaciones

similares a los pistones con

almohadillas, pueden ser

utilizados en pozos con

problemas de ID y que produzcan

slidos.

TIPOS

PISTONES CON BY PASS DE FLUJO CONTINUO

Tiene una vlvula de bypass

interna que permite que el gas y

los lquidos pasen a travs de

su cuerpo central y de la parte

superior, mejorando el tiempo

de desplazamiento de los

lquidos.

TIPOS

PISTN TIPO PAD

Los mbolos del cojn de Lufkin

son extremadamente durables y

se pueden utilizar en casi todos

los tipos de situaciones.

Los cojines por resorte pueden

ampliarse y contrato para guardar

un sello constante con las paredes

de la tubera que proporcionan el

resbalamiento mnimo del gas y

del lquido.

TIPOS

PISTN MINI FEX CON BY PASS

Con este tipo de pistn (Miniflex

con by pass) se ha logrado

realizar 70 viajes por da con una

produccin de lquido de 25

m3/d y a una profundidad 2226

mts, lo cual significa una gran

mejora con respecto a los

pistones utilizados

histricamente.

TIPOS

DOBLE PISTN

Presenta ranuras que permiten el flujo de gas para generar un efecto de giro del rotor creando un efecto de corte en las acumulaciones de ceras.

PROBLEMAS OPERATIVOS

Ahoga durante un periodo de

cierre prolongado,

contrariamente a lo que ocurre

con los pozos netamente

gasferos, en donde el ahogue se

produce durante el periodo de

fluencia,

Roturas en el tubing (igualdad entre la presin de tubing y casing) Prdidas en vlvula neumtica originadas por erosin del asiento. No apertura de la vlvula neumtica por baja presin en el gas de instrumento a causa de la formacin de hidratos o presencia de lquido. Mal funcionamiento en los sensores de presin. Problemas en el sensor de arribo, imposibilitando el comienzo del afterflow debido a una no deteccin del pistn. No arribo del pistn por excesivo desgaste del mismo. Configuracin incorrecta de las variables de operacin , por ejemplo: Afterflow, Shut in, etc.

ECUACIONES DE DISEO

La presin mxima de venta en lnea:

Presiones Requeridas

Foss y la Galia sugiere una aproximacin donde K y PLH +PLF son constantes para un determinado tamao de la tubera y una velocidad de mbolo de 1.000 ft/min (Tabla 16.1).

Gas (MPCS) requerida por ciclo

Ciclo mximo

Ejemplos de reglas generales y clculos segn Foss y la Galia

Los ejemplos de las reglas del pulgar y de los clculos de Foss y Galia en

esta seccin utilizan los datos de la (Tabla 16.2).

Clculo de GLR regla de Thumb

El mnimo GLR (RGL) = 400 scf/bbl por 1.000 pies de profundidad del pozo.

GLR del pozo es:

Donde el qg se da en el PCS. El GLR as es> 400 scf / bbl por cada 1.000 pies

y es adecuado para bombeo por Embolo Libre.

Regla de oro para el casing requisito de presin a pistn de elevacin (Simple)

La regla de oro para el clculo del mnimo de cierre en el casing de presin

para que el mbolo de elevacin, en psia, es:

Con 800 psia de presin caja disponible, el bien cumple con los requisitos de

presin para plunger lift, sin embargo, esta es la presin mnima absoluta

necesaria para personas de bajos volmenes de lquido, intermedio y

profundo, y la lnea de bajas presiones.

Regla de oro para la carcasa requisito de presin (Mejora)

Para este caso, supongamos de 10 ciclos/da, equivalente a un viaje de

mbolo cada 2.4 horas. Cualquier nmero razonable de los ciclos puede

suponer para el clculo de las presiones.

A 10 ciclos/da y 10 barriles de lquido, el mbolo de elevacin 1 bbl/ciclo. La

presin hidrosttica babosa (PHS), de 1 de barriles de lquidos de 2 in.

tubera con un gradiente de lquido 0.45 psi/ft es de aproximadamente 120

psia. Usando la ecuacin 1b, la presin del casing es necesario, en psia, se

calcula as:

Con 800 psia de presin caja disponible, el bien cumple con los requisitos de

presin para plunger lift.

Foss y el tipo de la Galia del mtodo para determinar el mbolo Lift Rango de

funcionamiento.

En la determinacin de mbolo de elevacin rango de operacin, uso del

software libre y la Galia K y Plh+Plf valores de 2 in. tubos y media de la

velocidad de aumento de 1.000 ft/min. Calcular los nuevos factores de

friccin, si las velocidades son ms o menos de 1.000 pies/min.

Calcular las constantes At, Pp, Aa, Ra, Fgs, L, y Vt: rea de la tubera, ft2:

La presin diferencial para plunger lift, psi:

En donde At se da como in2. Por lo tanto:

rea de anillo, ft2:

Proporcin del rea total de zona de la tubera (Ec. 8):

Lea modificado Foss y Gaul factor de deslizamiento [Foss y la Galia utiliza un

factor de 15% (1,15) que puede ser traducido aproximadamente al 2% por

cada 1.000 ft]:

Longitud de 1 Bbl de fluido en la tubera, ft/Bbl (5,615 PCS=en 1 Bbl):

GRACIAS