Mtodos de ProduccinSe utilizados cuando los pozos no producen por flujo natural o producen ineficientemente Flujo Natural Levantamiento Artificial con Gas Bombeo Mecnico Bombas de Cavidad Progresiva Bombeo Hidrulico Bombas Electro sumergibles Bombeo de choro181

Ecuacin de DarcyQ= 7.08 k h ( Pe - Pw ) Q Bo Ln ( re / rw ) (Radial)

Q=Flujo en B/D a CN k= Permeabilidad (Darcys) h= Espesor ( pies) Q =Viscosidad (cp) Pe= Presin Externa (lpc) Pw=Presin en el pozo (lpc) re=Radio de drenaje (pies) rw=Radio del pozo (pies) Bo =Factor Volumen de Formacin

pw

pe

re

rw h182

Flujo naturalLos pozos producen por efecto de la energa natural del yacimientoEstrangulador3/4

Produccin B/D

Petrleo neto

Presin

RGP 100 Agua%Ay S

0 Tiempo183

Mtodo que utiliza gas comprimido como fuente externa de energa G es inyectado por anular hacia la columna de petrleo en el tubing El propsito del gas inyectado es reducir peso de la columna de fluido En esas condiciones energa del yacimiento es suficiente para llevar

los fluidos a la superficie

Tipos de levantamiento con gas

Flujo Intermitente

Flujo Intermitente

Flujo Continuo185

Pozo instalado para LAGRegistrador de presin Lnea de flujo

Vlvula maestra Lnea de gas

Tubera de produccin Mandriles Empacadura186

Manga de circulacin

Mltiple de LAGCompresoraMedidor de gas

187

Sistema tpico de LAGMltiple Cabezal de pozo con LAG Planta de compresin Medidor de flujo

Separador

Pozos

Pozos

Lneas de flujo Estacin de flujo Estrangulador ajustable Lnea de gas para LAG188

Medidor de gas (Orificio)Plumillas

DiscoMedidor

Toma diferencial

Q g =C Pe x Pd

Toma esttica

Brida Vlvula reguladora

Flujo

Pe

Ps

OrificioPd = Pe - Ps

Al pozo189

MandrilesVlvula instalada Con guaya

Bolsillo Vlvula instalada en superficie Orificio de entrada de gas

Rosca para vlvulas

Convencional

Tipo bolsillo190

Vlvulas operada con presin del anularPosicin Cerrada

Pbt

Ab

Pc

Ap Ppd

191

Vlvulas operada con presin del anularPosicin Abierta

Pbt

Ab

Pc

Ap Ppd

192

Mtodos Bombeo MecnicoViga Cojinete central Cabeza de Caballo Brazo Engranajes MotorPasador

Guayas Barra Pulida Tubing

Elevador Prensa Estopa Lnea de Flujo

Cigeal

Contra peso Cabillas193

Mtodos Bombeo Mecnico

Cabillas

Tubing Revestidor

Bomba

Pistn Barril194

Ciclo de la bomba de SubsueloPetrleo entra al tubing

Cabillas Tubing

Pistn Vlvula Viajera Camisa (Barril) Vlvula Fija Revestidor (o Forro)Bomba de tubing

195

Ancla de gasConexin para zapata de asentamiento Niple Copa Agujeros

Bomba Gas Ancla 3 Petrleo Tubo de succin Tubo de barro

Conexin para tubo de barro

Revestidor196

Ventajas y desventajas del bombeo Mecnico

Unidades mudables a bajo costo Sistema eficiente.Diseo sencillo.Fcil de operar por el personal Aplicable en completaciones sencillas y mltiples Puede bombear pozo a muy baja presin(bajo nivel de fluido) Permite determinacin del nivel de fluido (Sonolog) Flexible : ajuste de tasa de bombeo con capacidad del pozo Sistema permite determinar efectividad y fallas del mismo Puede usar gas o electricidad como fuente de energa Tratamientos de escamas y corrosin fciles de realizar Aplica en crudos livianos/pesados /x-pesados y altas temperaturas Puede bombear altos volmenes de agua197

Bomba de Cavidad ProgresivaCabillas Motor superficial Rotor Estator

Cabillas

Niple d e paro

BombaEstator Rotor Rotor

198

Principio de la bomba de cavidad progresivaA Seccin A

Rotor en el tope de la cavidad

M M

Rotor girado 45o a la izquierda

M

Rotor girado 90o y localizado en el eje del estator

M

Rotor girado 180o y localizado debajo del eje del estator

M199

Bomba de cavidad progresiva Se coloca en el extremo inferior del estator Punto base para el espaciamiento de la bomba Impedira que caiga el rotor y la sarta de cabillas al fondo Debajo se puede colocar ancla de gas.filtro de arena etc.

Niple de paro:

Estator:

Es un cilindro de acero con un elastmero (goma endurecida en forma de doble hlice adherida al cilindro fuertemente) Es bajada con el tubing (bombas de tubing) o con cabillas (bombas de cabillas o insertables) Tiene forma de un tornillo sin fin Construida con acero de alta resistencia y cromado ( abrasin) nica parte movible de la bomba Conectado a la parte inferior de las cabillas200

Rotor :

Instalaciones del sistema de BCP

201

Sistema de Bombeo hidrulicoTanques

Consiste en inyectar un fluido motor (agua o petrleo) que activa la bomba en el sub suelo Esquemas : a ) Circuito cerrado: el fluido motor no se mezcla con el de formacin b) Circuito abierto : el fluido motor se mezcla con el de formacin

Bomba

Cabezales

Separador

Linea fluido motorRevestidor

EductorBomba hidrulica

203

Bombeo hidrulico abiertoSeparador Controles Tanques de almacenamiento Tanques de fluido motor

Fluido motor +formacin

Fluido motor: Petrleo o agua Bomba de superficie Tratador

Pozos

204

Bombeo hidrulico cerrado*Separador Controles Tanques de almacenamiento

Fluido de formacin

Tanques de fluido motor Fluido motor Bomba de superficie

Tratador

Pozos

205

Sistema de Bombeo hidrulico cerradoSistema de fluido motor cerrado Sistema de fluido motor abierto

Tubing de produccin Tubing de fluido motor descendente Tubing de fluido motor de retorno Tubing de fluido motorMotor Bomba Motor Bomba

Tubing de produccin

206

Aplicaciones del Bombeo hidrulico

Si la energa no es suficiente para llevar el crudo a la superficie Par aumentar la produccin de un pozo de flujo natural Alta aplicacin en crudos pesados y x-pesador En menor proporcin en crudos livianos y medianos Profundidades de hasta 18.000 pies Tasas de produccin : 100-10.000 b/d

207

Ventajas y DesventajasVentajas Puede ser usado hasta 18.000 No requiere taladro para remover el equipo de subsuelo Puede ser usado en pozos direccionales y desviados Varios pozos pueden ser operados desde una instalacin central Desventajas Costo inicial alto Mayor riesgo en superficie por altas presiones Alto costo de reparacin del equipo No recomendable en pozos de alta RGP Problemas de corrosin Diseo complejo208

( BES )

Bomba Electrosumergibles (BES)410 voltiosCaja de venteo

Voltaje Variador Transformador (voltaje primario: secundario) 12400 voltios Tubing

Cable elctrico Bomba Seccin de entrada

Ancla de gasProtector Motor

Casing

Sensor de presin 210

Electrobomba centrfuga

Impulsor Eje CarcazaMotores Elctricos MOTOREL: C.A Trafico 220 V

Entrada Difusor

Motor elctrico

211

Tablero de control , motor y cables

Eje Cables

REDA

Rotor Carcaza Estator

212

Instalaciones del sistema BES

213

Aplicaciones

Maneja grandes volmenes de liquido Produccin 150-100.000 b/d Pozos con revestimientos pequeos (4-1/2) Pozos con alta y baja viscosidad Pozos con alta temperatura de fondo ( 500 oF) Pozos con baja RGL

214

Ventajas

Maneja grandes volmenes de liquido (150-100.000 b/d) Pozos con revestimientos pequeos (4-1/2) Pozos con alta y baja viscosidad Pozos con alta temperatura de fondo ( 500 oF) Pozos con baja RGL Pozos profundos y someros No causa problemas en zonas urbanas Inversin baja215

Desventajas

Se requiere controlar el equipo en cada pozo Susceptible a la produccin de gas y arena Requiere disponibilidad de corriente de alto voltaje No es rentable en pozos de baja produccin Diseo complejo

216

(Jet pump)

217

Bomba de chorro (Jet pump)

Presin

Velocidad

Boquilla

Garganta

Difusor218

Bomba de chorro (Jet pump)Operacin Fluido motor de alta presin pasa por boquilla. Cae presin y sube velocidad .La presin a la entrada de la garganta baja mientras que la velocidad aumenta Cuando esta presin decrece por debajo de la presin del conducto de succin

entra fluido del pozo, el cual es arrastrado por la corriente del chorro de alta velocidad que emerge de la boquillaDespus de mezclarse en la garganta los fluidos pierden velocidad debido al difusor Como la velocidad es reducida la presin aumenta y sube a niveles suficiente

para llevar los fluidos a la superficie219

Bomba de chorro (Jet pump)Fluido motor Tubing Cmara de mezcla de fluidos Boquilla Garganta Mezcla de fluidos Difusor Revestidor

Fluidos del pozo

220

Bomba de chorro (Jet pump) Caractersticas y ventajas No tiene partes movibles No tienen cables elctricos Aplicable a cualquier profundidad Alta eficiencia Puede ser removida sin mudar equipos de servicio No necesita lubricacin Larga vida Econmicas para reparar Tolerante con la calidad de fluidos producidos Tolerante con la corrosin y la abrasin Puede manejar produccin con alta RGL Requiere poca supervisin221

Mtodos combinadosBomba BCP y motor elctrico de fondo Bomba electro sumergible con gas lift Bomba electro sumergible con bomba de chorro

222

Bomba BCP y motor elctrico de fondoTubing Perno Casing BCP Cable Entrada de fluido Cabezal de pesca (wire line)

Protector motor

Motor223

Bomba electro sumergible con gas lift

Vlvulas de Gas lift Empacadura

Inyeccin de gas

Bomba electro sumergible PerforacionesPetrleo224

Bomba electro sumergible con bomba de chorro

Cabezal sub marino

Bomba pistn

Descarga

Gas Bomba elctrica

Manga Succin Casing Tubing Liquido producido

Perforaciones

225

Preseleccin del mtodo de produccin1. La preseleccin se hace en funcin de la tasa de produccin y la profundidad de levantamiento. Se emplea el mapa de Pennwell en 1986 2. El LAG es el mas atractivo despus de flujo natural por mas eficiente. Descarta el LAG si no hay gas suficiente y si el crudo es viscoso y pesado 3. Bombeo mecnico : segunda opcin especialmente si el pozo tiene poca capacidad de produccin, bajo nivel de fluido y crudo viscoso y pesado

226

Preseleccin del mtodo de produccin4. Bombeo electro sumergible (BES): aplica bien en pozos de alta capacidad de produccin, alta porcentaje de agua y baja presin del yacimiento Bomba de cavidad progresiva: Baja a moderada produccin, crudo viscoso, alto % de A y S y baja presin esttica. Profundidad se puede aumentar con motor de fondo Bombeo hidrulico( Jet y reciprocante ): Altas profundidades (> 10.000)

5.

6.

227

Preseleccin de mtodos de produccin . Mapa de PennwellProduccin B/D0 2000 40004

106

100

1000

10000

100000

3

1 2 3 4

LAG LABM LABES LABCP LABHR LABHJ

6000

Profundidad( pies )

1

8000 10000 12000 14000 160005 2

5 6

228

Seleccin de los mtodos de produccinBombeo mecnicoProfundidad Produccin Baja Q Viscosidad Manejo gas Diseo % Arenar Ambiental Hoyo desviado Diagnostico Temp. fondo 15.000 4.000 500 oF

LAG10.000 5000 >400 < 24 cp/16 API Excelente Menos complejo 0.1% Excelente Excelente 350 oF 229

Problema sobre mtodos de produccin #1Seleccionar el mtodo de produccin mas adecuado para un grupo de pozos con las siguientes caractersticas No de pozos : 20 Profundidad = 7000 Produccin : 110 B/D /pozo API: 27 Ay S : 26 % Arena : 3% RGP : 250 pc/b Desviacin del hoyo : 6 Fondo : 250 oF230

Problema sobre mtodos de produccin #2Seleccionar el mtodo de produccin mas adecuado para un grupo de pozos con las siguientes caractersticas No de pozos : 25 Profundidad = 9000 Produccin : 1000 B/D /pozo API: 31 Ay S : 50 % Arena : 150 ppm RGP : 250 pc/b Desviacin del hoyo : 36 Fondo : 300 oF231

Problema sobre mtodos de produccin #3En un campo lacustre de 120 pozos , sometidos a LAG, varios pozos han aumentado drsticamente el % de agua y no hay capacidad de compresin suficiente para suministrar gas de LAG a 10 pozos con las caractersticas mostradas abajo. Determinar el mtodo que recomendara para esos 10 pozos. No de pozos : 10 Profundidad = 7800 Produccin : 2000 B/D/pozo bruto con 80% AyS Arena : 3% RGP : 125 pc/b Desviacin del hoyo : 5 Fondo : 250 oF232