DESCRIPCIÓN DEL CAMPO SACHA ROTAFLEX ar.docx

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA Y PETRLEOS

ESTUDIO TCNICO ECONMICO PARA IMPLEMENTAR BOMBEO MECNICO CON LA UNIDAD ROTAFLEX EN EL CAMPO SACHA

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERA EN PETRLEOS

ANA ELIZABETH RIVERA [email protected]

DIRECTOR: ING. JOS [email protected]

Quito, Junio 2013

DECLARACIN

Yo, Ana Elizabeth Rivera Onofre declaro bajo juramento que el trabajo aqu descrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentado para ningn grado o calificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este documento.

A travs de la presente declaracin cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politcnica Nacional, segn lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

___________________________ ANA ELIZABETH RIVERA

CERTIFICACIN

Certifico que el presente proyecto de titulacin fue desarrollado por Ana Elizabeth Rivera Onofre, bajo mi supervisin.

_________________________ ING. JOS JAUA DIRECTOR DEL PROYECTO

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios por ser mi luz, mi gua, mi fortaleza y apoyo a lo largo de este caminar, gracias Dios por darme tu mano, por concederme la sabidura y las fuerzas para enfrentar todos los momentos adversos que se han presentado, gracias a ti hoy alcanzo esta meta.

Mi profundo agradecimiento a mis padres Anita y Fabin, las bases de mi vida, gracias por su esfuerzo, sacrificio, trabajo, cario, por esas palabras de apoyo y aliento en todas las circunstancias, ustedes son mi pilar en donde me apoyo en los momentos difciles, este logro es de ustedes. Gracias tambin a mis hermanos, mi abuelita mis tas y mis primos ustedes tambin han sido mi motivacin para terminar con felicidad esta etapa muy importante en mi vida.

Agradezco a la Escuela Politcnica Nacional, en especial a la Facultad de Ingeniera de Geologa y Petrleos, a mis profesores por todos los conocimientos impartidos, me llevo los mejores recuerdos de todos los aos compartidos con mis profesores y compaeros en las aulas de mi querida poli.

Finalmente agradezco a Weatherford, en especial al Ing. Jos Jaua por su apoyo en la direccin y elaboracin de este proyecto, gracias por haber confiado en mi trabajo y hacer posible la realizacin de mi proyecto de titulacin, agradezco a todos quienes conforman la Lnea de Sistemas de Levantamiento Artificial por su colaboracin con toda la informacin, conocimientos y experiencia adquirida, muchas gracias a todos.

DEDICATORIA

A las personas ms importantes de mi vida, mis padres, gracias por apoyarme en la consecucin de esta meta, por sus consejos siempre de aliento ante la adversidad, gracias por darme las herramientas para salir adelante, por ustedes por su esfuerzo y por siempre darme su mano en todo he logrado terminar mi carrera universitaria, este xito es para ustedes.

ContenidoCAPTULO I1DESCRIPCIN DE CAMPO SACHA11.1 ASPECTOS GENERALES DEL CAMPO SACHA11.1.1 ANTECEDENTES11.1.2 UBICACIN GEOGRFICA11.1.3 ESTRUCTURA GEOLLOGICA21.1.4 COLUMNA ESTRATIGRFICA DEL CAMPO SACHA31.2 DESCRIPCIN DE LOS YACIMIENTOS PRODUCTORES51.2.1 YACIMIENTO HOLLN61.2.2 YACIMIENTO NAPO61.2.3 YACIMIENTO BASAL TENA71.3 ANLISIS PVT81.4 CARACTERSTICAS PETROFSICAS DE LOS YACIMIENTOS91.5 RESERVAS DEL CAMPO SACHA91.6 MECANISMOS DE PRODUCCIN121.6.1 EMPUJE HIDRULICO121.6.2 GAS EN SOLUCIN121.7 RECUPERACIN SECUNDARIA POR INYECCIN DE AGUA121.8 PRODUCCIN DEL CAMPO SACHA131.9 CONDICIONES ACTUALES DEL CAMPO151.10 ESTACIONES DE PRODUCCIN201.10.1 ESTACIN SACHA NORTE 2221.10.2 ESTACIN SACHA NORTE 1231.10.3 ESTACIN SACHA CENTRAL241.10.4 ESTACIN SACHA SUR24CAPTULO II26DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE BOMBEO MECNICO CON LA UNIDAD ROTAFLEX262.1 INTRODUCCIN262.2 DESCRIPCIN DEL SISTEMA.262.3 EQUIPO DE SUPERFICIE272.3.1 UNIDAD DE BOMBEO ROTAFLEX272.3.2 MOTOR322.3.3 CAJA REDUCTORA342.3.4 CONTRAPESOS352.3.5 VARILLN PULIDO362.3.6 PRENSA ESTOPA362.3.7 LNEAS DE FLUJO372.3.8 VLVULAS DE CONTRAPRESIN372.39 CONTROLADOR PARA BOMBEO MECNICO382.4 EQUIPO DE FONDO402.4.1 VARILLAS402.4.2 BARRAS DE PESO462.4.3 BOMBA DE PROFUNDIDAD532.4.4 ANCLAJE DE FONDO622.4.5 ANCLA DE GAS622.4.6 NOMENCLATURA DE LA BOMBA DE SUBSUELO662.4.7 BOMBAS INSERTABLES682.4.8 BOMBAS DE TUBING712.4.9 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA (PD)732.4.10 DINAMOGRAFA732.4.11 INTERPRETACIN DE CARTAS DINAMOMTRICAS76CAPTULO III80ANLISI PARA DETERMINAR POZOS CANDIDATOS80Introduccin803.1 CRITERIOS PARA LA SELECCIN803.2 POZOS SELECCIONADOS PARA REALIZAR LOS DISEOS DE BOMBEO MECNICO813.3 ANLISIS TCNICO DE LOS POZOS SELECCIONADOS823.3.1HISTORIAL DE REACONDICIONAMIENTO823.3.2 HISTORIAL DE PRODUCCIN823.3.3 DIAGRAMA DE COMPLETACIN823.3.4 PRODUCCIN ACTUAL823.3.5 CURVAS DE REPRESENTACIN DE FLUJO84CAPTULO 487DISEO DE BOMBEO MECNICO CON LA UNIDAD ROTAFLEX87INTRODUCCIN874.1 DATOS REQUERIDOS PARA EL DISEO DEL SISTEMA DE BOMBEO MECNICO874.2 PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL DISEO DE BOMBEO MECNICO UTILIZANDO EL SOFTWARE RODSTAR V 3.1.1914.2.1Descripcin del pozo924.2.2 Datos de produccin924.2.3 Comportamiento de la curva IPR934.2.4Informacin del tubing y de la bomba.954.2.5 Diseo de las varillas964.2.6 Unidad de bombeo de superficie964.2.7Informacin del motor974.3 Resultados del diseo97CAPTULO V108ANLISIS ECONMICO1085.1 MTODOS DE EVACLUACIN DEL PROYECTO1085.1.1 VALOR ACTUAL NETO (VAN)1085.1.2 TASA INTERNA DE RETORNO (TIR)1095.1.3 RELACIN COSTO/BENEFICIO (RBC)1105.2 COSTOS DE PREPRODUCCIN1115.3INGRESOS1115.4 EGRESOS1115.5 HIPTESIS PARA LA EVALUACIN ECONMICA1125.6 ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS121CAPTULO 6122CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES122CONCLUSIONES122RECOMENDACIONES123BIBLIOGRAFA124ANEXOS126

SMBOLOSIGNIFICADODIMENSIONES

APIGravedad especfica en grados API

BLSBarrilesL3/t

BAPDBarriles de agua por daL3/t

BFBarriles fiscales (condiciones superficie)L3/t

BPDBarriles por daL3/t

BFPDBIPDBarriles de fluido por daBarriles inyectados por daL3/tL3/t

BPPDBarriles de petrleo por daL3

BSWPorcentaje de agua y sedimentos bsicos%

BTArena Basal Tena

CoCompresibilidad del PetrleoLT2/M

CAPContacto Agua - Petrleo

DPPNmero de disparos por pie

EFEficiencia de flujo

FGrados Fahrenheit

FNCFlujo neto de caja

FRFactor de Recobro

FtPiesL

GORRelacin gas petrleo

GLRRelacin gas lquido

HPHorse Power (Caballos de Fuerza)L2M/t3

IDDimetro InternoL

IP o Jndice de Productividad

InPulgadasL

IPRRelacin ndice de productividad

KPermeabilidad

KmKilmetrosL

LbLibraM

ODDimetro externoL

PbPresin de burbuja o saturacinM/Lt2

POESPetrleo original en sitioL3

PpmPartes por milln

PPFPozo productor a flujo natural

PPHPozo productor con bombeo hidrulico

PPSPozos productor con bombeo elecresumergible

PSIALibra por pulgada cuadrada atmosfrica

PSIGLibra por pulgada cuadrada manomtrica

Pc o PwhPresin de cabezaM/Lt2

PmPresin de manifoldM/Lt2

PsPresin de separadorM/Lt2

PVTPresin, volumen, temperatura

PwfPresin dinmica de fondoM/Lt2

PwsPresin esttica de fondoM/Lt2

qoCaudal de petrleoL3/t

qtCaudal total de fluidoL3/t

qwCaudal de aguaL3/t

RCBRelacin costo - beneficio

SPBEstroques s por minuto

SQZSquezee (Cementacin Forzada)

TiArena T inferior

TsArena T superior

TIRTasa interna de retorno%

TKSTanques

UiArena U inferior

UsArena U superior

USDDlar de EEUU

VANValor Actual Neto

W.O.Work Over (Trabajo de reacondicionamiento)

oFactor Volumtrico del Petrleo

gFactor Volumtrico del gas

wFactor Volumtrico del agua

g , GEgasGravedad especifica del gas

oViscosidad del petrleoM/Lt

gViscosidad del gasM/Lt

RESUMENEste proyecto consta de seis captulos en los que se analizan las condiciones actuales del Campo Sacha y de sus sistemas de levantamiento artificial permitiendo evaluar y seleccionar pozos candidatos para implementar bombeo mecnico con la unidad Rotaflex con el propsito de aprovechar el potencial de produccin de los pozos, incrementar su produccin y tener un sistema de levantamiento eficiente y rentable.En el primer captulo se analizan las condiciones actuales del Campo Sacha. Aqu se incluye informacin sobre el estado actual del campo, ubicacin, zonas de inters, reservorios productores presentes, el mecanismo de produccin de los mismos, las reservas y las facilidades de produccin de las que dispone el campo. Toda la informacin proporciona por la operadora.En el segundo captulo se describen los componentes, caractersticas y funcionamiento del sistema de bombeo mecnico con la unidad de bombeo RotaflexEn el tercer captulo se recopila informacin de los historiales de produccin, reacondicionamiento, de pruebas de presin (Build up) de los pozos, caractersticas de yacimiento y fluidos. Despus de poseer los conocimientos tericos del sistema de bombeo mecnico adems de los parmetros que caracterizan los reservorios, se selecciona pozos para los cuales se realiza el diseo del sistema de bombeo mecnico con la Unidad Rotaflex en captulo siguiente.En el cuarto captulo empleando el Software de diseo de bombeo mecnico Rodstar V 3.1.1 se disea el sistema de bombeo mecnico para los pozos seleccionados. En el quinto captulo se detalla el anlisis econmico para determinar la factibilidad del proyecto. Todos los costos asociados fueron proporcionados por la Operadora y por Weatherford. En el sexto captulo se realizan las respectivas conclusiones y recomendaciones del estudio desarrollado.PRESENTACINEste proyecto se enfoca en la seleccin de pozos para implementar bombeo mecnico con la Unidad de superficie Rotaflex, as como tambin en el diseo del sistema de bombeo mecnico para los pozos candidatos del Campo Sacha.En este estudio se contempla la implementacin de la unidad Rotaflex, a diferencia de las unidades de bombeo mecnico convencionales, sta tiene una carrera ms larga la misma que opera a una velocidad menor, logrando una mayor eficiencia y vida til de los equipos. En el diseo se considera la implementacin de varillas WFT T66/XD las mismas que estn manufacturadas con una aleacin cromo molibdeno que le dan caractersticas resistentes a la abrasin y corrosin evitando la deformacin de las varillas. Las bombas empleadas son bombas insertas con barril de pared gruesa debido al diferencial de presin al que debe estar expuesto durante su operacin.Actualmente en el Campo Sacha los mtodos de levantamiento artificial son el bombeo electrosumergible y el bombeo hidrulico, para lo cual se requiere de un gran consumo energtico, lo que conlleva a tener altos costos operativos.Es importante mencionar que la tendencia en la industria petrolera es la declinacin de la produccin ya que el petrleo al ser un recurso natural no renovable sus reservas van disminuyendo, por tal motivo es necesario buscar un sistemas de levantamiento artificial ms barato y fcil de operar para que la produccin de petrleo sea rentable, de ah que el bombeo mecnico es el mtodo de levantamiento artificial ms utilizado a nivel mundial.Por lo expuesto en este estudio se proporcionan propuestas para la implementacin del bombeo mecnico en el campo Sacha que en la actualidad tiene como mtodos de levantamiento artificial el bombeo hidrulico y el bombeo mecnico, adems con la implementacin del bombeo mecnico se pretende aumentar la produccin de los pozos seleccionados.

CAPTULO IDESCRIPCIN DE CAMPO SACHA

1.1 ASPECTOS GENERALES DEL CAMPO SACHA1.1.1 ANTECEDENTESEl Campo Sacha es operado actualmente por la Empresa de Economa Mixta Operaciones Ro Napo conformada por Petroecuador y PDVSA. Sacha es considerado como un campo en desarrollo y ha sido uno de los mayores productores de petrleo desde que fue descubierto por el Consorcio Texaco-Gulf, el 25 de Febrero de 1969 con la perforacin del pozo exploratorio Sacha-1 que alcanz una profundidad total de 10160 pies en la formacin Chapiza, el pozo Sacha-1 tuvo una produccin inicial de 1328 BPPD de 29,9 API con un corte de agua y sedimentos (BSW) de 0,1%, con la observacin y anlisis de ripios de perforacin se determin la existencia de hidrocarburos en las areniscas de las formaciones: Holln, Napo, y Basal Tena.El campo fue puesto en produccin el 6 de julio de 1972 a una tasa promedia diaria para ese mes de 29269 BPP, incrementndose hasta un promedio de 117591 BPPD en noviembre de ese mismo ao, que es la produccin ms alta registrada durante la vida del campo. La produccin con altos y bajos se mantuvo hasta 1994.La inyeccin de agua a los reservorios se inici en el ao de 1986 con el objeto de mantener la presin y mejorar el recobro de los fluidos in situ.El campo Sacha tiene un crudo liviano promedio de 26,5 API con una produccin de 48900 BPPD y un BSW de 51%, segn informacin tomada del informe mensual de Julio de 2009.1.1.2 UBICACIN GEOGRFICAEl campo Sacha est situado a 300 km al noroeste de Quito, en la Regin Amaznica del Ecuador, Cantn Joya de los Sachas, Provincia de Orellana, delimitado al Norte por las estructuras Palo Rojo, Eno, Ron y Vista, al Sur por los Campos Culebra-Yulebra, al Este por los Campos Mauro Dvalos Cordero y Shushufindi Aguarico mientras que al Oeste por los Campos Pucuna, Paraso y Huachito. (Figura 1.1)Geogrficamente est ubicado entre las coordenadas: 001100 y los 002430 de latitud sur y desde los 764940 de longitud oeste, posee un relieve suave, con extensos valles relativamente planos debido a los ltimos eventos geolgicos.Tiene una longitud aproximada de 33 Km. Cubre una superficie de aproximadamente 300 km2, este es uno de los principales bloques petroleros con los que cuenta el Ecuador y uno de los que aportan con mayor cantidad de produccin de todo el Distrito Amaznico.FIGURA 1.1 UBICACIN DEL CAMPO SACHA

FUENTE: Departamento de Ingeniera de Petrleos SachaELABORADO POR: Departamento de Ingeniera de Petrleos Sacha

1.1.3 ESTRUCTURA GEOLLOGICAEstructuralmente constituye un anticlinal asimtrico de bajo relieve fallado al Oeste, con su eje principal en direccin Noreste-Suroeste y su eje secundario bajo un cierre vertical contra la pendiente regional de la cuenca. El Campo se encuentra cortado por una falla que se origina en el basamento, que posiblemente es reactivo en ms de una ocasin y que tambin control la disposicin de los sedimentos. Esta falla llega hasta la caliza M-2 con un salto de falla al nivel de la Formacin Holln de 10 a 35 pies al Norte, en el centro del Campo 10 pies y al Sur de 20 a 35 pies.1.1.4 COLUMNA ESTRATIGRFICA DEL CAMPO SACHAEl Campo Sacha presenta una estratigrafa semejante a los otros campos de la regin. En la cuenca del oriente se puede observar que afloran rocas sedimentarias del mioceno al reciente. Subyaciendo a estas se tiene un potente conjunto de sedimentos de edades comprendidas entre el jursico al oligoceno. La figura muestra una columna estratigrfica generalizada de este campo.

FIGURA 1.2 COLUMNA ESTRATIGRFICA GENERALIZADA

FUENTE: Ingeniera de Reservorios Campo SachaELABORADO POR: Ingeniera de Reservorios Campo Sacha

Los numerosos estudios realizados han permitido obtener una columna estratigrfica base de la cuenca oriental ecuatoriana la cual contiene informacin sobre la era, edad geolgica, ambiente de depositacin, espesor promedio, etc.FIGURA 1.3 COLUMNA ESTRATIGRFICA DE LA CUENCA ORIENTE ECUATORIANA.

FUENTE: Departamento de Ingeniera de reservorios Campo SachaELABORADO POR: Departamento Ingeniera de reservorios Campo Sacha

1.2 DESCRIPCIN DE LOS YACIMIENTOS PRODUCTORESLos principales yacimientos productores del Campo son Holln superior, Holln inferior, Napo T, Napo U y Basal Tena. En las tablas 1.2 y 1.3 se detallan propiedades petrofsicas de los reservorios y parmetros PVT de los fluidos respectivamente.Una descripcin litolgica de cada reservorio se detalla a continuacin:1.2.1 YACIMIENTO HOLLN1.2.1.1 Arenisca Holln InferiorConsiste en una arenisca blanca cuarzosa, consolidad, de grano medio a grueso (fino en menor proporcin), matriz y cemento silicio, inclusiones locales de carbn, mbar, caoln y con ocasionales intercalaciones de niveles limosos y arcillosos.1.2.1.2 Arenisca Holln superiorCorresponde a una arenisca cuarzosa-glaucontica, calcrea, de grano fino a medio, tiene interestratificaciones de lutitas negras, ligeramente calcreas, duros esquistos mezclados en la estratificacin con la arenisca. Usualmente unos pocos estratos delgados de color brilloso, denso, calizas y limos calcreos estn presentes, matriz arcillosa, cemento silcico con inclusiones de glauconita y clorita.1.2.2 YACIMIENTO NAPO1.2.2.1 Arenisca Napo T InferiorPresencia de abundante glauconita y la cementacin sidertica calcrea. Son rocas detrticas sucias, como limolitas areno arcillosas (limo grueso arenisca muy fina), arenitas de cuarzo a cuarzarenitas glauconticas de grano decreciente fino-muy fino en su mayora de matriz arcillas caolinita e illita y hacia la base clorita. Forma la seccin arenosa de loa secuencia T de mayor continuidad vertical y lateral. Su espesor total vara entre 20 y 90 pies mientras que el espesor neto saturado es de 12,5 pies con una salinidad promedio de 20000 a 25000 ppm NaCl.1.2.2.2 Arenisca Napo T SuperiorConsiste en rocas silceas de matriz arcilla caolinita, puntualmente illita, caracterizados por la cementacin calcreo-sidertico y la presencia de glauconita, tiene un espesor total entre 30 y 100 pies. La distribucin de tamao y desarrollo arenoso es similar al descrito para T inferior.1.2.2.3 Arenisca Napo U inferiorConstituida por una arenisca cuarzosa, marrn, caf clara, grano fino a muy fino, ocasionalmente grano medio, cemento silicio, fluorescencia amarillo blanquecino.1.2.2.4 Arenisca Napo U superiorConstituida por una arenisca cuarzosa, principalmente glauconticas y arcillosas, blanca, translcida, transparente, grano fino a muy fino, ocasionalmente grano fino a medio, matriz calcrea, cemento silicio, inclusiones de glauconita y pirita, trazas de gilsonota.1.2.3 YACIMIENTO BASAL TENAUbicada sobre la formacin Napo, est constituida por arenisca cuarzosa, blanca, blanca amarillenta, translcida, grano medio a fino, moderadamente consolidada, matriz arcillosa. Adems contiene lutitas y limolitas algo calcreas, areniscas cuarzosas claras, que se encuentran en la base y tope, una menos presencia de calizas arenosas, comnmente piritosas. El desarrollo de esta arena es de forma irregular, dando lugar a la formacin de estratos lenticulares o trampas estratigrficas a lo largo del campo.TABLA 1.1 DESCRIPCIN LITOLGICA DE LOS YACIMIENTOS PRODUCTORESUNIDADDESCRIPCIN LITOLGICA

Holln InferiorArenisca

Holln superiorArenisca

NapoLutita, arenisca y caliza

T inferiorArenisca, lutita y caliza

T superiorArenisca

U InferiorArenisca y lutita

U superiorArenisca

Basal TenaArenisca

FUENTE: Departamento de Ingeniera de Petrleos Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera O.

1.3 ANLISIS PVTEl anlisis PVT es el conjunto de pruebas que se realizan para determinar las propiedades de los fluidos de un yacimiento a partir de simulaciones en funcin de la presin, volumen y temperatura, estos parmetro varan dependiendo del yacimiento y de la arena, sus resultados son ms confiables que los obtenidos en las pruebas de campo, el anlisis PVT del campo se encuentra en la Tabla 1.2TABLA 1.2 PARMETROS PVT CAMPO SACHAPARMETROSFORMACIN

HOLLNINFERIORHOLLNSUPERIORNAPO TNAPO UBASALTENA

Ty (F)225225216211181

Pi (psi)44504450414640543587

Pr (psi)4119330019001750-

Pb (psi)7855013101052807

GOR (SCF/STB)24124436270150

API27.127.330.326.724.1

Sw (%)29.433.32012.834.3

So (%)70.666.78067.265.7

oil (RB/STB)1.16251.13341.37261.23021.117

oil (cp)3.71.41.61.82.5

GEgas1.57671.35111.25181.13241.099


Como se puede observar en la Tabla1.2 el Campo Sacha posee crudo liviano de 27,1API en promedio.1.4 CARACTERSTICAS PETROFSICAS DE LOS YACIMIENTOSLas principales caractersticas de inters en las formaciones productoras son: porosidad, permeabilidad, saturacin de petrleo, agua y gas. En la tabla 1.3 se describen los principales parmetros petrofsicos de las arenas productoras del Campo SachaTABLA1.3 PARMETRO PETROFSICOS CAMPO SACHAPARMETROSFORMACIN

HOLLNINFERIORHOLLNSUPERIORNAPO TNAPO UBASALTENA

DATUM (ft)-8975-8975-8765-8530-7800

ESPESOR NETO (ft)30-4030-7023-4420-609

POROSIDAD (%)1714161718

PERMEABILIDAD (mD)50070200100300

SALINIDAD (ppmCl)500-1500700-389020000 2500035000 6500013000 24000


1.5 RESERVAS DEL CAMPO SACHALas reservas son los volmenes de hidrocarburos que se pueden recuperar comercialmente de acumulaciones conocidas desde una fecha determinada en adelante. Todos los estimados de reservas involucran algn grado de incertidumbre la cual depende principalmente de la cantidad de datos de ingeniera y geologa, confiables y disponibles a la fecha del estimado y de la interpretacin de estos datos.

131

YACIMIENTOPETRLEO IN SITUPOES(Bls. N.)FACTORRECOBRO(%)RESERVASPROBADAS(Bls. N.)PRODUCCINACUMULADA(Bls. N.)RESERVASREMANENTES(Bls. N.)

BASAL TENA117.685.66620,8424.527.10019.771.1854.755.915

NAPO U762.615.92439,92304.436.277206.776.18197.660.096

PAO T483.325.94138,26184.920.505104.084.29980.836.206

HOLLN2.137.516.95332,33691.059.231462.606.158228.453.073

TOTAL3.501.144.484-1.204.943.113793.237.823411.705.290

TABLA 1.4 RESERVAS DE PETROLEO DEL CAMPO SACHA AL 31 DE DICIEMBRE DEL 2011

FUENTE: Departamento de Ingeniera en Petrleos, Campo Sacha

ELABORADO POR: Ana Rivera O.1.6 MECANISMOS DE PRODUCCINPara que los fluidos contenidos en el yacimiento se movilicen debe existir una energa natural que ayude a desplazar los fluidos por el medio poroso hacia los pozos productores. En el campo Sacha los mecanismos principales que rigen la produccin son el empuje hidrulico y el empuje por gas en solucin.1.6.1 EMPUJE HIDRULICOEste mecanismo de produccin se define como la energa que contribuye a la recuperacin de petrleo proveniente de un acufero contiguo a la zona de petrleo. La energa del empuje se debe a la expansin del agua al disminuir la presin debido a la produccin.Para el caso de la formacin Holln superior existe un acufero lateral, para Holln inferior se trata de un acufero activo de fondo, debido a la influencia del acufero se evidencia que la presin disminuye muy poco y que la produccin de agua en los pozos es alta.Para los yacimientos de la formacin Napo se ha definido la presencia de acuferos laterales.1.6.2 GAS EN SOLUCINEsta energa proviene del gas a presin que se encuentra en la formacin productora, al disminuir la presin, se desprende el gas del petrleo con lo cual se crea una energa para movilizar los fluidos del yacimiento.Para la formacin Basal Tena no se pudo visualizar la profundidad del contacto agua-petrleo por lo que se estima que el mecanismo para esta formacin es combinado (empuje parcial de agua y gas en solucin)1.7 RECUPERACIN SECUNDARIA POR INYECCIN DE AGUALa inyeccin de agua a los reservorios Napo U y T de la formacin Napo se inicia en el ao de 1986 con el objeto de mantener la presin y mejorar el recobro de los fluidos in situ, mediante un modelo de inyeccin perifrica con un arreglo de seis pozos inyectores (productores convertidos a inyectores) ubicados al flanco de la estructura Sacha, cinco al Este del campo (WIW 02, WIW 03, WIW 04, WIW 05 Y WIW 06) y uno ms al Oeste (WIW - 01). Estos pozos fueron recomendados basndose en el Estudio de Simulacin Matemtica del campo realizada en el ao de 1982. TABLA 1.5 INYECCIN DE AGUAPOZOARENAINYECCINBIPD

WIW-02Napo T1320

WIW-03Napo T2890

Napo U2910

WIW-04Napo T2530

Napo U2150

WIW-05Napo T3021

Napo U2877

WIW-06Napo U3090

TOTAL20788

FUENTE: Departamento de Ingeniera en Petrleos, Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera O.

1.8 PRODUCCIN DEL CAMPO SACHAAl inicio de la produccin en 1972 el Campo Sacha produca en promedio 29,269 BPPD, con altos y bajos la produccin se mantuvo sobre los 60,000 BPPD hasta el ao 1994, luego de lo cual ha venido declinando hasta la actualidad en donde la produccin diaria promedia es de 53,312 BPPD. La mxima tasa registrada es de 117,591 BPPD correspondiente a noviembre de 1972.La figura 1.4 muestra la produccin de petrleo del campo desde su inicio hasta la actualidad.

FIGURA 1.4 PRODUCCIN DIARIA VS. TIEMPO

FUENTE: Departamento de Ingeniera de Petrleos Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera O.1.9 CONDICIONES ACTUALES DEL CAMPOSegn datos proporcionados hasta el 31 de diciembre del 2011, se tiene un total de 261 pozos de los cuales, 6 pozos estn perforndose, 154 pozos producen mediante levantamiento artificial, 72 pozos estn cerrados, 10 pozos abandonados, 6 pozos inyectores, 8 pozos reinyectores.En la tabla 1.6 se muestra la produccin actual de todos los pozos del Campo Sacha.TABLA 1.6 PRODUCCIN ACTUAL CAMPO SACHAPOZOARENABFPDBPPD% BSWMTODO

SAC-001U4314192,8PPH

SAC-002BT2602542,3PPH

SAC-003Hs34715954,1PPH

SAC-006Ui40935712,7PPH

SAC-007U+T89541553,6PPH

SAC-008U82313284,0PPS

SAC-009Ti44029533,0PPH

SAC-010Hi14919893,4PPH

SAC-012T66010184,7PPH

SAC-013Hs+i3002719,7PPH

SAC-014Hi69640442PPH

SAC-017Ui5135022,1PPH

SAC-018T46522451,8PPH

SAC-019U34023032,3PPH

SAC-020U+T47613372,0PPH

SAC-025U78736054,2PPH

SAC-026U38519050,6PPH

SAC-028Hi96715284,3PPH

SAC-030Hs1106838,2PPH

SAC-031Hs3833567,0PPH

SAC-032T45637418,0PPS

SAC-037T1711549,9PPH

SAC-038T3403351,4PPS

SAC-040U53417966,5PPH

SAC-041BT55726452,6PPH

SAC-042BT2892793,4PPH

SAC-043Ui36314560,0PPH

SAC-044Hs+i41837510,3PPH

SAC-045BHs3253153,1PPH

SAC-050U115639166,2PPH

SAC-051Ti49442015,0PPS

SAC-052BUi50941219,0PPS

SAC-053Ui1941759,8PPH

SAC-055Ti1771704,0PPH

SAC-056Ui3123003,8PPH

SAC-058Hi6909786,0PPS

SAC-059Ui6646374,0PPS

SAC-062Hs4544393,3PPH

SAC-065BHi5915860,8PPS

SAC-066BBT+Ui28022420,0PPS

SAC-067BUi4944891,0PPS

SAC-068Ui5715454,5PPH

SAC-070Hi167126784,0PPS

SAC-074Hi138469649,7PPH

SAC-078U48510378,8PPH

SAC-080T2129953,3PPH

SAC-083T31426615,2PPH

SAC-085BT25110757,4PPH

SAC-087BT28716343,2PPH

SAC-088T2292156,1PPH

SAC-091T897713,5PPH

SAC-093U1578645,2PPS

SAC-096BT18416212,0PPH

SAC-098U48334229,2PPH

SAC-099T7527411,4PPS

SAC-101Ui76127264,2PPH

SAC-102U6886811,0PPS

SAC-103Hs227626688,3PPH

SAC-106Hs56133041,2PPH

SAC-108 T4033796,0PPH

SAC-109U+T2462296,9PPH

SAC-110U+T33724328,0PPS

SAC-111T30827510,7PPH

SAC-112BT2081899,1PPH

SAC-114Hi328437888,5PPH

SAC-115Hi93135961,4PPH

SAC-118Ui2732662,6PPH

SAC-119Hs906527,7PPH

SAC-121U7557471,0PPS

SAC-123U3363292,0PPH

SAC-124Hs19016314,0PPS

SAC-125Hi6656256,0PPS

SAC-126BT35422935,3PPH

SAC-127Hs102620580,0PPS

SAC-128Hs183630783,3PPH

SAC-130Ui46425944,2PPH

SAC-132U4143837,4PPH

SAC-133U83821,2PPH

SAC-134U4944773,4PPH

SAC-135Hs107433169,2PPH

SAC-136BT2202123,6PPH

SAC-137Ti22319612,1PPH

SAC-139Ti3953813,5PPH

SAC-140DUi86049043,1PPH

SAC-144BT143219886,2PPH

SAC-146Hs35311368,0PPS

SAC-147DHi57744023,8PPH

SAC-150DUI81348840,0PPS

SAC-152DU2302128,0PPS

SAC-153U5545265,0PPS

SAC-154DHi65128656,0PPS

SAC-155DUi6966900,8PPS

SAC-158Hi5545382,8PPH

SAC-159Hs44115964,0PPS

SAC-160DHs+i64225760,0PPS

SAC-161 Hs+Hi35614260,0PPS

SAC-163DT3528875,0PPS

SAC-164DHi321791071,7PPH

SAC-166DUi63310184,0PPH

SAC-167Ti1076836,0PPS

SAC-168HH+T1511454,0PPS

SAC-169DUi101364836,0PPS

SAC-170T31925021,7PPH

SAC-172DUi56839830,0PPS

SAC-175HHs1541456,0PPS

SAC-176DTs+i31218740,0PPS

SAC-177DTs2582570,5PPS

SAC-178DHi37217952,0PPS

SAC-179HUi2942814,4PPH

SAC-180DTi2232192,0PPS

SAC-181DHs44828736,0PPS

SAC-182Ui3122984,6PPH

SAC-183Hi64628456,0PPS

SAC-184Ui5715454,5PPH

SAC-185Ui4714436,0PPS

SAC-186T5525412,0PPH

SAC-187DUi37314960,0PPS


SAC-189Hs146735276,0PPS

SAC-190DUi26222016,0PPH

SAC-191Hs2722556,3PPH

SAC-192Hi176831882,0PPS

SAC-193Hs6546028,0PPS

SAC-194DHS54721960,0PPS

SAC-197DU2502461,6PPH

SAC-198Hs6616580,5PPS

SAC-204DHi101732568,0PPS

SAC-206DHi167426884,0PPS

SAC-210DHi113625078,0PPS

SAC-213DHi65638042,0PPS

SAC-214D-HiHi109641662,0PPS

SAC-214D-UiUi4964862,0PPS


SAC-218DHi105629672,0PPF

SAC-223DUi1921901,0PPH

SAC-225DUi2011915,0PPH

SAC-226DHs111297912,0PPS

SAC-227DHi56036435,0PPS

SAC-228DHi21315328,0PPS


SAC-230DHs+i1101091,0PPS

SAC-231DHi85664225,0PPF

SAC-232DT2492346,0PPH

SAC-233DHi178135680,0PPS

SAC-234DHs3653582PPF

SAC-240 DT2242173,0PPS

SAC-241DHi107242960,0PPS

SAC-242DHs76042644,0PPS


SAC-250DHi6005823,0PPH

SAC-251DHi7527224,0PPF

SAC-259DHi110444260,0PPH




SAC-299DU2842753,0PPS

SAC-320DTi8007921,0PPS

SAC-321DHs7927841,0PPH

SAC-340DHi105610500,6PPF

SAC-342DHi2882658PPF

FUENTE: Departamento de Produccin, Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera O.

En la tabla 1.7 se presenta un resumen del estado actual del Campo Sacha. TABLA 1.7 ESTADO ACTUAL DE LOS POZOSESTADO ACTUALPOZOSTOTAL

Produciendo160

Abandonado10

Cerrado72

Perforando5

Inyector6

Reinyector8

TOTAL261

FUENTE: Departamento de Produccin, Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera

La produccin del Campo Sacha se la hace mediante flujo natural, bombeo hidrulico y bombeo electrosumergible, los datos de los fluidos producidos se los presenta en la Tabla 1.8TABLA 1.8 PRODUCCIN POR SISTEMA DE LEVANTAMIENTOSISTEMA DE LEVANTAMIENTOPOZOBPPDBAPDBFPD

PPF6333210414373

PPH84248822338848271

PPS70250971775442851

TOTAL160533124218295495

FUENTE: Departamento de Produccin, Campo SachaELABORADO POR: Ana Rivera O.

FIGURA 1.5 PORCENTAJE DE LOS MTODOS DE PRODUCCIN


1.10 ESTACIONES DE PRODUCCINActualmente el Campo Sacha cuenta con 4 estaciones de produccin: Sacha Norte 1, Sacha Norte 2, Sacha Central y Sacha Sur, las cuales receptan la produccin del crudo producido de los pozos, ofrecen la capacidad suficiente para mantener los niveles de produccin de todo el campo. La ubicacin de la estaciones se muestra en la Figura el detalle de la produccin por estacin se detalla en las tablas..FIGURA 1.7 Ubicacin de las Estaciones de Produccin, Campo Sacha

FUENTE: Departamento de Ingeniera de reservorios, Campo SachaELABORADO POR: Departamento de Ingeniera de reservorios

TABLA 1.9 PRODUCCIN POR ESTACINESTACINBFPDBPPDBAPDBSW

Central120148062395232.9

Norte 138111154402267059.5

Norte 22328113838944340.6

Sur2208915972611727.7

TOTAL95495533124218244.2


TABLA 1.10 PRODUCCIN DIARIA DE PETRLEO POR ESTACIN Y POR SISTEMA DE LEVANTAMIENTOESTACINPPFPPHPPSTOTAL

Central73217418062

Norte 17229498522015440

Norte 293810341186613838

Sur16727030727015972

TOTAL3332248822509753312


1.10.1 ESTACIN SACHA NORTE 2La estacin Sacha Norte 2 est ubicada en las siguientes coordenadas geogrficas, latitud 0 139.923Sur y longitud 76 5032.92598 Oeste, en esta estacin se recepta y trata el crudo producido por los diferentes pozos de produccin, tambin se direcciona el gas producido hacia los mecheros, adems tiene la capacidad para manejar el agua de formacin producida mediante un sistema de inyeccin y reinyeccin. Para cumplir con estas funciones la estacin cuenta con instalaciones en superficie totalmente equipadas con separadores de produccin, separadores de prueba, tanques de lavado, tanques de surgencia, medidores de BSW y toda la instrumentacin necesaria para manejar la produccin diaria. TABLA 1.11 CAPACIDAD DE TANQUES Y SEPARADORES ESTACIN SACHA NORTE 2

SEPARADORESTIPOCAPACIDAD NOMINAL(BFPD)

Prueba 112000

Produccion 115000

Produccion 210000

FWKO52543

TANQUESLavado12567

Surgencia15119


1.10.2 ESTACIN SACHA NORTE 1La estacin Sacha Norte 1 est ubicada en las siguientes coordenadas geogrficas, latitud 0 1826.533 Sur y longitud 76 5126.69756 Oeste, su funcin es receptar y tratar el crudo proveniente de los pozos productores para luego enviarlo a Sacha Central. Cierto porcentaje del gas obtenido en el proceso de separacin es utilizado como combustible en el sistema Power Oil. Para realizar todas estas funciones la estacin cuenta con las instalaciones en superficie equipadas con separadores de prueba, desgasificadores, tanques de lavado, tanques de surgencia, medidores de BSW, bombas de inyeccin, unidad de tratamiento de agua, etc.TABLA 1.12 CAPACIDAD DE LOS SEPARADORES Y TANQUES ESTACIN SACHA NORTE 1


Prueba 110000

Prueba 210000

Produccion 125000

Produccion 225000

Produccion 325000

Produccion 435000

FWKO 131500

FWKO 235000

TANQUESLavado97053

Surgencia52939


1.10.3 ESTACIN SACHA CENTRALLa estacin Sacha Central est ubicada en las siguientes coordenadas geogrficas, latitud 0 1923.613 Sur y longitud 76 5230.41101 Oeste, recepta y trata el crudo producido por los diferentes pozos productores de esta estacin y de las estaciones: Sacha Norte 1, Sacha Sur y del Campo Pucuna. El agua de formacin producida es enviada a la estacin de produccin Sacha Sur; un porcentaje del gas producido es utilizado en el sistema Power Oil.TABLA 1.13 CAPACIDAD DE LOS SEPARADORES Y TANQUES ESTACIN SACHA CENTRALSEPARADORESTIPOCAPACIDAD NOMINAL(BFPD)

Prueba 110000

Prueba 210000

Produccin 135000

Produccin 235000

Produccin 335000

Produccin 435000

Produccin 535000

TANQUESLavado66462

Surgencia37797

Oleoducto 1131145

Oleoducto 285000


1.10.4 ESTACIN SACHA SURLa estacin Sacha Sur est ubicada en las siguientes coordenadas geogrficas, latitud 0 2216.733 Sur y longitud 76 5248.12256 Oeste, recepta y trata el crudo producido por los diferentes pozos productores de esta estacin. El agua de formacin producida por esta estacin y la que es enviada desde la Estacin Central es receptada y reinyectada, el gas producido es quemado y un porcentaje es utilizado en el sistema Power Oil.TABLA 1.14 CAPACIDAD DE LOS SEPARADORES Y TANQUES ESTACIN SACHA SUR


Prueba 110000

Prueba 210000

Produccin 135000

Produccin 235000

Produccin 335000

TANQUESLavado20000

Surgencia24600


CAPTULO IIDESCRIPCIN DEL SISTEMA DE BOMBEO MECNICO CON LA UNIDAD ROTAFLEX

2.1 INTRODUCCINEl bombeo mecnico naci prcticamente a la par con la industria petrolera cuando el Coronel Drake perfor su pozo en Pennsylvania en 1859. El bombeo mecnico, dentro de los sistemas de extraccin artificial puede ser considerado como uno de los sistemas ms conocidos y utilizados debido a su amplia historia en la industria de la explotacin de hidrocarburos.

La evolucin tanto en diseo como en materiales, la tecnologa electrnica y el avance en las aplicaciones de anlisis y diseo, han contribuido para que el bombeo mecnico haya dejado de ser la Cenicienta de los Mtodos de Produccin reservado slo a los pozos que llegaban al final de su etapa productiva.

Por su larga historia, no es difcil pensar que este mtodo es el ms popular y usado en la industria petrolera a nivel mundial.

2.2 DESCRIPCIN DEL SISTEMA.La funcin del sistema de bombeo mecnico consiste en elevar el fluido desde el nivel que ste alcanza en el pozo y desplazarlo al punto de recoleccin por medio de una bomba de profundidad accionada por la columna de varillas que transmiten el movimiento del equipo de bombeo.El funcionamiento del sistema de varillas, a travs del movimiento del equipo de bombeo superficial se origina en superficie y se transmite a la bomba de subsuelo por medio de las varillas, acondicionando la bomba de subsuelo y desplazando el fluido a superficie.Ventajas

Gracias al desarrollo de simuladores, hoy en da es muy fcil el anlisis y diseo de las instalaciones. Puede ser usado prcticamente durante toda la vida productiva del pozo. La capacidad de bombeo puede ser cambiada fcilmente para adaptarse a las variaciones del ndice de productividad, IPR. Puede producir intermitentemente mediante el uso de temporizadores (POCs) o variadores de frecuencia conectados a una red automatizada. Los componentes son fcilmente intercambiables.

COMPONENTES DEL SISTEMAEl sistema de bombeo mecnico est compuesto por: Equipo de superficieUnidad de BombeoMotor Varilln pulidoCabezalLneas de flujo

Equipo de fondoVarillasBombaAncla de gas2.3 EQUIPO DE SUPERFICIE2.3.1 UNIDAD DE BOMBEO ROTAFLEXEl funcionamiento de la bomba que se encuentra dentro del pozo se realiza por medio de las varillas cuyo movimiento es generado por la unidad de bombeo ubicada en superficie.La Unidad de Bombeo Rotaflex es una unidad con una embolada larga y lenta. El desarrollo de esta unidad comenz en 1983 y es fabricada y comercializada por Weatherford.Esta unidad de bombeo mecnico ha sido diseada para uso con bombas a pistn. Su probada tecnologa e innovaciones en diseo permiten a la unidad ofrecer una eficiente y rentable en pozos profundos, complejos y de alto caudal, adems provee una vida til sin problemas si son instaladas correctamente, operadas dentro su capacidad y mantenidas segn lo especificado.Su larga carrera (hasta 366 pulg.) y la posibilidad de trabajar a muy bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una menor carga dinmica. Los grficos dinamomtricos relevados en los pozos operando con Rotaflex son similares a un grfico de carga ideal (modelo terico). El bombeo con dicha unidad reduce la carga estructural sobre el equipo, alargando la vida til de la instalacin de fondo de pozo ya que la sarta de varillas de bombeo trabaja a velocidades relativamente constantes. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos de bombeo, de la bomba de fondo de pozo y de la sarta de varillas.Trabajar en un pozo con la unidad Rotaflex es simple y seguro. Despus de desconectar la brida de seguridad y el colgador del vstago del bombeo pulido del pozo, la unidad Rotaflex entera, se desplaza del cabezal del pozo sin necesidad de desarmarla. Terminada la intervencin, la unidad Rotaflex vuelve a ser desplazada hasta su posicin de trabajo (sobre la boca del pozo) y el vstago conectado.FIGURA 2.1 UNIDAD ROTAFLEX

FUENTE: Weatherford L.L.C2.3.1.1. DESIGNACIN DE LAS UNIDADES ROTAFLEXLa designacin de las unidades de bombeo comprende tres factores principales en el siguiente orden: Identificacin del tipo de unidad con la letra R seguido del nmero de modelo. Torque mximo del reductor (en miles de libras-pulgadas). Mxima capacidad de carga de la unidad (en cientos de libras). Carrera mxima disponible (en pulgadas).Actualmente existen cuatro modelos de unidades de bombeo Rotaflex cuyas especificaciones se muestran en la tabla. Los diferentes tamaos, caractersticas y desempeos de las unidades permiten una amplia adaptacin a las condiciones de los pozos.FIGURA2.2 ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD DE BOMBEO ROTAFLEX

FUENTE: Weatherford L.L.CPor ejemplo si tenemos una R900-320-360-288, significa que se trata de una Rotaflex modelo 900, cuyo mximo torque en la caja reductora es de 320.000 libra/pulgada, con una capacidad de carga mxima de 36000 libras y una carrera mxima de 288 pulgadas.FIGURA 2.3 CAPACIDAD DE PRODUCCIN UNIDAD ROTAFLEX

FUENTE: Weatherford L.L.C

2.3.1.2 CARACTERSTICAS, VENTAJAS Y BENEFICIOS La longitud de la carrera y su diseo nico hacen que la unidad de bombeo sea mucho ms eficiente que otras unidades de bombeo. Los ahorros en costos de energa oscilan entre un 15 25%. La velocidad constante y una menor cantidad de ciclos por minuto alargan la vida til de la unidad de bombeo, de la bomba de fondo de pozo y de la sarta de varillas. Su larga carrera y la posibilidad de trabajar a muy bajos ciclos por minuto permiten un completo llenado de la bomba y una menor carga dinmica. Se la entrega totalmente armada para facilitar su instalacin y puesta en servicio. La banda de carga para servicio pesado que conecta el sistema de potencia con la sarta de varillas de bombeo, acta como amortiguador de choques, lo que reduce eficazmente la fatiga de todo el sistema, alargando su vida til. El pequeo radio de la corona, reduce notablemente la demanda de torque necesaria y permite el uso de un motor y de un reductor ms pequeos, que son ms econmicos de operar.2.3.1.3 APLICACIONES Pozos de alto caudal y alta carga dinmica. Pozos desviados y horizontales Pozos con alta frecuencia de intervencin por problemas de fondo. Operaciones que requieren de ahorro de energa.2.3.2 MOTORLa funcin de la unidad motriz es suministrar la potencia que el sistema de bombeo necesita. La unidad motriz afecta al consumo de energa y a las cargas de la caja de engranajes. La potencia del motor depende de la profundidad, nivel de fluido, velocidad de bombeo, caudal de produccin entre otros factores, por tal razn es importante realizar un buen diseo del motor que se va a utilizar para obtener un buen desempeo y eficiencia del mismo.Las unidades de bombeo Rotaflex pueden funcionar tanto con motores a gas como con motores elctricos. La mayora de las instalaciones de bombeo mecnico hoy en da son movidas por motores elctricos debido a su bajo costo relativo, facilidad para cambiarlos y para automatizarlos.2.3.2.1 MOTORES DE COMBUSTIN INTERNALos motores de combustin interna se clasifican en dos grandes categoras:

Baja velocidad con rangos entre 200 y 800 rpm Alta velocidad con rangos entre 750 y 2000 rpm

Los motores de baja velocidad pueden ser de 2 o 3 ciclos con uno o ms cilindros siendo el de 2 ciclos monocilndrico el ms usado. Los motores de alta velocidad son generalmente de 4 ciclos y usan diesel en lugar de gas. Debido a la mayor velocidad, los torques son menores que los desarrollados por los de baja velocidad.2.3.2.2 MOTORES ELCTRICOSLos motores elctricos ms utilizados son los motores de induccin de tres fases.Segn NEMA (National Electrical Manufactures Association) clasifica a los motores dependiendo del deslizamiento y las caractersticas de torque durante el arranque.El porcentaje de deslizamiento est dado por la siguiente frmula:

Donde:S: Porcentaje de deslizamientoSg: Velocidad de sincrona del motor (generalmente 1200 R.P.M.)Sfl: Velocidad para cargas completas.La variacin de la velocidad est definida por:

Donde:Svar: Porcentaje de variacin de velocidadSmax: Deslizamiento mximoSmin: Deslizamiento mnimaTABLA 2.1 DESLIZAMIENTO DE LOS MOTORES NEMAMOTORNEMADESLIZAMIENTOMAXMO (%)

B3

C5

D13

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CELABORADO POR: Ana Rivera O.El NEMA D es el motor ms utilizado en la industria.2.3.2.3 MOTORES DE ULTRA ALTO DESLIZAMIENTOEste tipo de motores elctricos tiene un deslizamiento mayor al 13%. Han sido diseados para variaciones altas de velocidad y pueden ayudar a reducir los torques pico en la caja de engranajes y las cargas de las varillas. Un dimensionamiento correcto del motor podra tener una variacin de velocidad de hasta un 50%. Usualmente esto resulta en torque ms bajos en la caja de engranajes y cargas en las varillas comparado a sistemas con unidades motrices de bajo deslizamiento.Un motor de bajo deslizamiento tiene un bajo rango de variacin de velocidad y consumir bastante corriente cuando aumente la carga porque tiende a mantener su velocidad. Por otra parte, un motor de alto deslizamiento tiene un rango alto de variacin de velocidad y por tanto, no consume tanta corriente cuando aumente la carga porque puede reducir la velocidad. Esto se traduce en menores cargas y torques requeridos con el consiguiente ahorro en energa. Los motores de combustin interna generalmente son ms baratos que los motores elctricos, sin embargo los costos de mantenimiento son ms altos comparado al de los motores elctricos y tambin los motores a diesel requieren de un pequeo tanque de combustible cerca a la unidad y son mucho ms ruidosos.FIGURA 2.4 CLCULO DE LA PONTECIA DEL MOTOR

FUENTE: Weatherford L.L.C2.3.3 CAJA REDUCTORAUn reductor de velocidad se utiliza para convertir alta velocidad-baja energa de torque en baja velocidad-alta energa de torque. Una relacin de transmisin de alrededor 30:1 es usada generalmente. Esto significa que si la velocidad de entrada es de 300 a 600 rev/min, la velocidad de salida o velocidad de bombeo de la unidad ser 10 a 20 golpes/min. La reduccin de velocidad es llevada a cabo por un engranaje doble helicoidal en la mayora de los casos. Para este tipo de reduccin es necesario cuidar que los cojinetes de empuje que inherentemente requiere este sistema sean ajustados apropiadamente para aprovechar el empuje del frecuente retroceso de la carga.

2.3.3.1 TRANSMISINCorreas tipo V son las transmisiones que ms se emplean entre el motor y el reductor. Ellos son medios dependientes de transmisin de movimiento (energa) y proveen cierta cantidad de efecto de amortiguamiento. El tamao de la polea puede ser cambiado fcilmente para ajustar la velocidad de bombeo. El ajuste de la tensin de la misma debe ser realizado peridicamente y se debe, adems, utilizar un protector para aislarla de elementos externos y por cuestiones de seguridad.2.3.4 CONTRAPESOSSi la caja reductora tuviera que suplir todo el torque que la unidad de bombeo necesita para su operacin, su tamao debera ser demasiado grande, al usar contrapesos, el tamao de la caja de engranajes puede ser minimizado.Los contrapesos ayudan a reducir el torque que la caja debe suministrar. Estos ayudan a la caja durante la carrera ascendente cuando las cargas en la barra pulida son las ms grandes. En la carrera descendente, la caja de engranaje levanta los contrapesos con la ayuda de las cargas de las varillas, quedando listos para ayudar nuevamente en la carrera ascendente. En otras palabras, en la carrera ascendente, las contrapesas proporcionan energa a la caja de engranajes (al caer). En la carrera descendente estos almacenan energa (subiendo). 2.3.5 VARILLN PULIDOEl varilln pulido es una pieza slida de acero que conecta la unidad de bombeo a la sarta de varillas y es la nica parte de la sarta que es visible en la superficie.FIGURA 2.5 VARILLN PULIDO

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CEn la parte inferior va acoplado a las varillas dentro de la tubera de produccin. En la carrera ascendente de la Rotaflex, el varilln pulido soporta el peso de las varillas, de la bomba y del fluido dentro de produccin. Por tal razn son fabricados de materiales muy resistentes y como su nombre lo indica, su superficie es completamente pulida a fin de permitirle el libre paso a travs de las empacaduras de la prensa estopa sin daarlas.2.3.6 PRENSA ESTOPALa funcin principal de la barra pulida es soportar el peso de la sarta de varillas, bomba y fluido. Por lo tanto, la barra pulida experimenta ms altas cargas que cualquier otra parte de la sarta.Las empacaduras de la prensa estopa son apretadas para prevenir fugas en el cabezal, pero si se aprietan demasiado, podran incrementarse las prdidas de potencia en la barra pulida resultando en una mala interpretacin de la carta dinagrfica.Existen dos tipos de prensa estopa:2.3.6.1 Tipo regularSe emplea en pozos profundos de muy baja presin. Su uso se tiende a descontinuar, ya que algunas veces se requiere desahogar o matar el pozo para poder intercambiar los empaques.2.3.6.2 Tipo ramEs el de uso ms generalizado. Est provisto de un sistema de seguridad que permite cambiar las empacaduras sin necesidad de desahogar o matar el pozo, ya que al cerrar el sistema (girando los rams media vuelta a la izquierda) se sella por debajo la empacadura, el espacio existente entre la barra pulida y tubera de produccin.FIGURA 2.6 PRENSA ESTOPA

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.c2.3.7 LNEAS DE FLUJOLas lneas de flujo conectan el cabezal del pozo con el separador.El varilln pulido adems de soportar el peso de la sarta de varillas y el fluido, debe tambin sobreponerse a la presin de la lnea.2.3.8 VLVULAS DE CONTRAPRESINEn pozos con exceso de gas se debe instalarse un orificio en la lnea de flujo. Esto es necesario para evitar la interrupcin de la produccin. Esto ocurre debido a: El fluido producido a medida que se acerca a la superficie del pozo va disminuyendo la presin, causando que el gas se libere dentro de la tubera de produccin y en superficie la presin disminuye an ms ocasionando una expansin mayor de gas. Los cabeceos causan ciclos de alta produccin seguidos por perodos de baja produccin o ninguna produccin. Al comienzo del cabeceo, el gas en expansin empuja al lquido dentro de las lneas de flujo y aumenta la produccin momentneamente. Sin embargo, el lquido que deja la tubera es reemplazado por ms gas libre. Eventualmente , la tubera queda seca, y la produccin se detiene hasta que la tubera se llene con fluido nuevamente.En un pozo el cabeceo es indeseable y debe ser controlado usando un orificio o una vlvula de desahogo de presin. Este dispositivo incrementa la presin en la lnea de flujo para evitar que el gas se expanda y cause cabeceo. La vlvula de presin de desahogo es diseada para cerrar cuando la presin de tubera es baja y para abrir cuando la presin de la tubera aumenta. La bola en este tipo de vlvulas se mantiene cerrada con un resorte enrollado La presin en la tubera excede la tensin del resorte ocasionando que la vlvula se abra. Si bien esto mantiene libre de cabeceo al pozo, debido a la presin agregada al pistn, el sistema deber realizar un trabajo mayor. Esto sin duda disminuye la eficiencia del sistema.2.39 CONTROLADOR PARA BOMBEO MECNICOCon la llegada de la automatizacin a los campos petroleros, el control de bombas se ha convertido en un estndar industrial, el controlador de bombas mecnicas (RPC) ha avanzado en la confiabilidad y precisin.

El propsito bsico del controlador es determinar cuando el nivel de fluido en la bomba ha hecho que la bomba no tenga un llenado completo el cual reduce la eficiencia de la operacin de bombeo y genera como resultado un golpe de fluido (Figura), desgaste y rotura de la bomba, del tubing y de los elementos de superficie.

Caractersticas del controlador Pantallas de configuracin guiadas para una fcil configuracin y optimizacin Control en base al llenado de la bomba Almacenamiento de datos histricos de hasta 120 das Diseo abierto para la instalacin de futuras aplicaciones Resultados de desempeo del pozo para la integracin con el software de seguimiento de desempeo de la bomba

FUNCIONAMIENTOEl controlador recopila datos del pozo a travs de sensores de posicin y carga que se encuentran ubicados en la unidad de bombeo de superficie y los utiliza para calcular el porcentaje de llenado de la bomba y optimizar la produccin en cada golpe. Cuando una condicin de detencin del bombeo es detectada, el controlador es capaz de detener la unidad de bombeo o de ajustar la velocidad del motor por medio de un variador de frecuencia.

2.4 EQUIPO DE FONDO2.4.1 VARILLASLas varillas tienen por objeto proporcionar la conexin entre la unidad de bombeo que se encuentra instalada en la superficie y la bomba en la profundidad de la arena productora en el pozo, mediante stas se transmite el movimiento recproco vertical a la bomba para el desplazamiento del fluido.Un buen diseo de la sarta de varillas es una de las partes importantes de un exitoso sistema de bombeo mecnico.FIGURA 2.7 SARTA DE VARILLAS

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CEl comportamiento de la sarta de varillas tiene un impacto directo en la eficiencia del sistema y sus fallas ocasionan la total paralizacin del sistema de bombeo. Por tanto, es indispensable un diseo apropiado de la sarta para asegurar la continuidad de la operacin y evitar prdidas de produccin y aumento de costos. La sarta se construye conectando las varillas individuales una por una hasta la profundidad deseada de la bomba.

FIGURA 2.8 VARILLA DE BOMBEO

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.C

A travs del tiempo se han introducido innovaciones tales como el tratamiento trmico para resistir mejor la corrosin, nuevos diseos de los pines y el moldeado a presin de las roscas en lugar de cortarlas.

Las varillas tienen conexiones estndar, sin importar el fabricante los dimetros son de , , 7/8, 1 y 1 1/8 con longitudes de 25, 30, 50.Las varillas pequeas conocidas como Pony rod son fabricadas con el mismo proceso utilizado para las varillas, se usan para completar las profundidades de asentamiento y espaciado de la bomba. Vienen en dimetro de , , 7/8, 1 y 1 1/8 y con longitudes de 1, 2, 4, 10y 12.Dimetros mayores de varillas son utilizados en el tope y ms pequeos en la base para minimizar los costos y las cargas tensionales. CLASIFICACIN DE LAS VARILLASExisten diversas clases de varillas de succin, de las cuales las ms conocidas y utilizadas son las convencionales (API), las no convencionales (NO API), las continuas y las de fibra de vidrio entre las principales.2.4.1.1 VARILLAS APIDe acuerdo a los tipos de materiales con los que se fabrican las varillas API se clasifican en tres grados: Grado K Grado C Grado DEstas varillas se caracterizan por presentar uniones entre una y otra a travs de dispositivos mecnicos llamados cuellos.2.4.1.1.1 Varillas Grado KNquel molibdeno, son las de menor resistencia, diseadas para trabajar en pozos con niveles de cargas bajas y medianas, corrosivos .

2.4.1.1.2 Varillas Grado CCarbono, manganeso. Contienen ms del 1,5% de manganeso. El propsito de este aditivo es proporcionarle mayor solidez. Diseadas para trabajar en pozos con niveles de cargas bajas y medianas, que sean no corrosivos.

2.4.1.1.3Varillas Grado DCarbono aleado. Diseada para trabajar en pozos con niveles de cargas moderadas, no corrosivos.

FIGURA 2.9 CARACTERSTICAS FSICO-QUMICAS DE LAS VARILLAS API.


Las varillas de grado K son las de menor resistencia mecnica, pero las que mejor trabajan en medios corrosivos.

TABLA 2.2 ESPECIFICACIONES DE VARILLAS

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CELABORADO POR: Ana Rivera O.

2.4.1.2 VARILLAS NO APIEn este tipo de varillas tenemos: Varillas electra Varillas continuas COROD Varillas de fibra de vidrio Varillas Norris 97, LTV y UOCO 50k Varilla WFT T66 XDLas convencionales y las de fibra de vidrio se caracterizan por presentar uniones entre una y otra a travs de dispositivos mecnicos llamados cuellos; mientras que las continuas carecen de conexiones entre varillas.Las varillas continuas se han usado en levantamiento de crudos pesados y extra pesados, tambin en pozos direccionales o desviados. En esta ltima aplicacin han sido ampliamente satisfactorios, ya que se logr reducir apreciablemente las fallas ocurridas por rotura de varillas y dobladura de barras pulidas.Tambin se eliminaron los problemas causados por desenrosque y roturas de los cuellos de las varillas convencionales. 2.4.1.2.1 VARILLAS ELECTRAEste tipo de varillas estn fabricadas con acero de gran resistencia, se aplican donde las varillas API presentan fallas frecuentes. La gran resistencia, se debe a que la parte exterior es sometida a un proceso de tratamiento con calor (endurecimiento por induccin) y la parte interna a compresin. Llegan a soportar esfuerzos hasta de 50,000 lbs/pulg2.4.1.2.2 VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIOLas varillas de acero tienen dos grandes desventajas, su peso y su susceptibilidad al ataque de fluidos corrosivos.Esto ocasion la bsqueda de materiales que pudieran adaptarse a las exigencias modernas del bombeo mecnico. Este tipo de varillas fueron introducidas al mercado en 1977, la varilla consiste de un cuerpo plstico y dos conexiones de acero soldadas al cuerpo con una resina epxica.El cuerpo de la varilla est compuesto por 1,5 millones de fibras de vidrio de 15 micrones de espesor que se mantiene juntas mediante una resina trmica.Estas varillas pueden tener entre 110,000 y 180,000 psi de resistencia a la tensin y comparadas con las de acero, son aproximadamente un 25% ms resistentes aunque su peso es 1/3 de las de acero. TABLA 2.3 ESPECIFICACIONES DE VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIOFUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CELABORADO POR: Ana Rivera O.

Es importante mencionar que las varillas de fibra de vidrio tienen una severa limitacin de temperatura y por otra parte, no soportan esfuerzos de compresin.2.4.1.2.3 VARILLAS CONTINUAS (COROD)La sarta con varillas convencionales tienen una serie de problemas relacionados principalmente con las conexiones las cuales son prcticamente un punto dbil. El uso de una sarta continua elimina en gran parte este problema y aumenta la vida til de las varillas, otra ventaja es que son algo ms livianas que las convencionales y tienden a reducir la friccin con la tubera de produccin.Las varillas continuas estn fabricadas del mismo material que las varillas convencionales, varan sus tamaos desde 11/16 a 20/16 con incrementos de 1/16. La mayor desventaja, si obviamos su costo, es la necesidad de equipos especiales para transporte y corrida en el pozo as como tambin de procedimientos especiales de soldadura.El manejo de los carretos que vara de 6,560-9,840 pies de longitud es peligroso y se debe contar en la operacin con personal especializado.TABLA 2.4 ESPECIFICACIN DE VARILLAS COROD

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CELABORADO POR: Ana Rivera O.2.4.1.2.4 VARILLAS WFT T66 XDSon varillas de aleacin especial de cromo molibdeno las mismas que son tratadas trmicamente en toda su longitud en hornos especialmente diseados para obtener propiedades mecnicas y metalrgicas uniformes en toda su extensin Anexo2.4.2 BARRAS DE PESOLas barras de peso son varillas de gran dimetro diseadas para aadir peso al final del tren de varillas. Lo que diferencia a las barras de peso de las varillas regulares de succin es que estn diseadas para usarlas al fondo de la sarta de varillas. Los pines son ms pequeos que el dimetro de su cuerpo para permitirles ingresar en la tubera. Las barras de peso, al estar al fondo de la sarta soportan su propio peso y la carga del fluido, sus dimetros van desde 1-1/4 a 2.

TABLA 2.5 ESPECIFICACIONES DE LAS BARRAS DE PESO

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CELABORADO POR: Ana Rivera O.Las barras de peso cumplen la funcin de: Ayudar a bajar las varillas durante la carrera descendente. Evitar problemas de pandeo de varillas al final de la sarta Mantener tensionadas las varillas de fibra de vidrio. Ayudar a balancear la unidad de bombeo2.4.2.1 CARGAS ACTUANTES SOBRE LA SARTA DE VARILLASLas cargas actuantes sobre las varillas son de naturaleza cclica. El movimiento de la unidad de bombeo hace que alternadamente suba y baje la sarta de varillas, dando lugar a diferentes tipos de cargas actuando sobre ellasLa carga mxima que acta sobre las varillas se presenta durante la carrera ascendente de las mismas, en la cual la varilla pulida, localizada al tope de la sarta, soporta el peso de toda la sarta ms el peso del fluido levantado. Esta carga se conoce como la mxima carga soportada por el varilln pulido (PPRL), se define como la sumatoria de un conjunto de fuerzas de acuerdo a:

PPRL = Fo + Wrf + Wacc +Wfc + Wfb Donde: PPRL: mxima carga soportada por el varilln pulido, lbsFo: peso de la carga de fludos sobre el pistn, lbs Wrf: peso de la sarta de varillas en el fludo, lbs Wacc: carga friccional por aceleracin de la sarta y la masa de fludos, lbs Wfrc: carga friccional entre las varillas y la tubera, lbs Wfrb: carga friccional en la bomba, lbs

FIGURA 2.10 FUERZAS DIMMICAS EN LA SARTA DE VARILLA DURANTE LA CARRERA ASCENDENTE


En la carrera descendente, al abrirse la vlvula viajera, la carga de fluidos es transferida a la vlvula fija y por tanto, ya no tiene efecto sobre la sarta de varillas, por lo cual el varilln pulido experimentar una carga mnima (MPRL)

MPRL = Wrf - Wfrb - Wfrc Wacc = Wrf WLOM Donde:WLOM: Cargas parsitas, lbsSe puede notar que las cargas parsitas WLOM = (Wfrb + Wfrc + Wacc) han cambiado su signo al revertirse el movimiento de la sarta y se oponen a sta. Durante la carrera descendente la sarta baja por su propio peso. No hay nada que la empuje para vencer las fuerzas parsitas. La nica fuerza que empuja la sarta hacia abajo es su propio peso de tal forma que la velocidad descendente de la sarta es proporcional al diferencial (Wrf - WLOM.)

FIGURA 2.11 FUERZAS DINMICAS EN LA SARTA DE VARILLAS DURANTE LA CARRERA DESCENDENTE

FUENTE: Artificial Lift Systems, Weatherford L.L.CEntonces que la flotacin de la sarta ser una realidad cuando MPRL iEl proyecto es rentableEl proyecto es aceptado

TIR < iEl proyecto no es rentableEl proyecto no es rentable

FUENTE: www.pymesfuturo.comELABORADO POR: Ana Rivera

5.1.3 RELACIN COSTO/BENEFICIO (RCB)La relacin costo/beneficio nos muestra de forma clara la rentabilidad de un proyecto considerando los ingresos generados, los gastos y la inversin, todos calculados en el perodo de la inversin

TABLA 5.2 VALORES DE RCB PARA DETERMINAR VIABILIDAD DEL PROYECTO

CRITERIOSIGNIFICADODECISIN A IMPLEMENTAR

RCB > 1Los ingresos son mayores a los egresosEl proyecto es aceptado

RCB = 1Los ingresos y egresos son igualesEs indiferente

RCB < 1Los egresos son mayores a los ingresosEl proyecto es rechazado.

FUENTE: www.pymesfuturo.comELABORADO POR: Ana Rivera

De manera resumida la siguiente tabla muestra los indicadores para determinar la factibilidad del proyecto:

5.2 COSTOS DE PREPRODUCCIN En la tabla se detalla los costos para la implentacin de bombeo mecnico con la unidad Rotaflex en los cuatro pozos seleccionados.TABLA 5.3 COSTOS DE PREPRODUCCINCOSTOS ESTIMADOS

MOVIMIENTO DE LA TORRE7000

TRABAJO DE LA TORRE (+/- 6DIAS)60000

SUPERVISION Y TRANSPORTE5000

FLUIDO DE CONTROL30000

SUPERVISIN E INSTALACIN EQUIPO BOMBBEO MECNICO10000

EQUIPO DE SUBSUELO100000

EQUIPO DE SUPERFIICIE400000

CONTINGENCIAS (+/-10%)61200

TOTAL COSTOS, $673200

FUENTE: Lista de precios Operaciones Ro NapoELABORADO POR: Ana Rivera

5.3INGRESOS

Los ingresos por mes se obtienen multiplicando el precio del barril por el nmero de barriles producidos en cada mes. Como en el primer mes empieza la ejecucin del proyecto, no se toma en cuenta la produccin de los pozos en el mismo, la produccin ser considerada a partir del segundo mes. Para el clculo de la produccin por mes durante el tiempo de evaluacin econmica, se considera una declinacin de produccin de 12% anual, con lo cual se tiene una tasa mensual de decremento de 1%.5.4 EGRESOS

Los egresos mensuales, constituyen la suma entre los costos de reparacin de los pozos productores ms el costo operativo de produccin estimado aproximadamente en $5.90 por barril de petrleo producido, dato proporcionado por el Departamento de Ingeniera de Operaciones Ro Napo.

No se considera la realizacin de trabajos de reacondicionamientos dentro del perodo de evaluacin econmica, el cual ser un perodo de 12 meses para este estudio, debido a que el tiempo de vida til para las bombas mecnicas es alrededor de 13 meses. Es necesario advertir, que los pozos de este proyecto, pueden necesitar intervenciones dentro del perodo de evaluacin econmica y costos de reacondicionamientos inesperados que no se incluyen en el proyecto.

5.5 HIPTESIS PARA LA EVALUACIN ECONMICA

Las hiptesis en las que se basa esta evaluacin econmica son las siguientes: La tasa de actualizacin que el Departamento Financiero de Operaciones Ro Napo contempla en sus proyectos es del 12.00% anual (1% mensual).

No intervienen los impuestos fiscales razn por la cual no se considera la depreciacin contable de los equipos. No se incluye el costo de reparacin de los pozos dentro del costo operativo, en evento de que alguno de ellos deje de operar.

La estimacin del costo operativo es de 5,90 USD/Bls

De acuerdo a los historiales de produccin se estima una declinacin de produccin promedio de 12%, entonces se establece que el proyecto tiene una declinacin mensual de 1%, siendo el perodo mensual considerado equivalente a 30.4 das. Para el anlisis econmico se emplea tres valores para el precio del petrleo: $79,7, valor establecido como precio de exportacin del barril de crudo en el presupuesto del ao 2011 de E.P. Petroecuador. $91, proyeccin realizada por el Gobierno de la Repblica del Ecuador. $100, valor estipulado para el crudo Oriente de acuerdo a la OPEP en referencia a las condiciones econmicas del mercado actual.

Se estima un porcentaje de contingencias +/- 10%.

A lo largo del perodo de evaluacin se tomar en cuenta la declinacin de la produccin, para ello se emplear la siguiente expresin:

Donde:qo: Caudal de produccin al perodo de evaluacin, bls/da,qoi: Caudal de produccin inicial, bls/da,D: tasa de declinacin de produccin, bls/mest: tiempo en meses

Se prevee una duracin de 5 das para el reacondicionamiento de un pozo e instalacin del equipo de fondo y superficie del sistema de bombeo mecnico con la unidad Rotaflex

Para la elaboracin de los trabajos propuestos, se elabor un cronograma de trabajo en el cual se considera que se utilizar una torre de reacondicionamiento para la instalacin del sistema de bombeo mecnico en los cuatro pozos seleccionados.

En el primer mes se intervendrn dos pozos y en el segundo mes los dos restantes, como se muestra a continuacin.

TABLA 5.4 CRONOGRAMA DE INTERVENCIN DE LOS POZOSMESES

POZO12

Sacha 1

Sacha 45B

Sacha 65B

Sacha 83

ELABORADO POR: Ana Rivera

A continuacin en la tabla se detallan las hiptesis en las que se fundamenta el anlisis econmico del proyecto.

TABLA 5.5 CONDICIONES ECONMICAS DEL PROYECTOPOZOPRODUCCIN ACTUALBPPDPRODUCCIN PROPUESTA BPPDIncremento de produccin (BPPD): 355Inversin, $: 2,692,800Costo Operativo, USD/bls: 5.90Declinacin de produccin: 1% mensualPerodo, das: 30.4Precio de crudo estimado, $: 79.7, 91 y 100Tasa de actualizacin mensual, %: 1Tiempo de evaluacin de proyecto: 12 meses

SAC-01419499

SAC-45B315497

SAC-65B586648

SAC-83266297

TOTAL15861941

ELABORADO POR: Ana RiveraEn la tabla 5.6 se muestra la produccin diaria y mensual de los cuatro pozos produciendo con la unidad rotaflex durante el primer ao.

TABLA 5.6 PRODUCCIN DIARIA Y MENSUAL DE LOS 4 POZOS

MESPERODOPRODUCCIN DE DOS POZOS QUE ENTRAN A OPERAR EN EL SEGUNDO MES(BPPD)PRODUCCION DE DOS POZOS QUE ENTRAN A OPERAR EN EL TERCER MES(BPPD)PRODUCCIN DIARIA(BPPD)

PRODUCCIN MENSUAL(BPPM)

100000

2126202627969

322599335210719

432579134810586

542549034510481

652528934110378

762498933810276

872478833410174

982448733110074

109242863289974

1110240853259876

1211237843219779


A continuacin se presentan detalladamente los clculos realizados para en el anlisis econmico con lo cual determinamos la viabilidad del presente proyecto, el anlisis realizado toma en cuenta los tres precios del petrleo y se muestran en las tablas 5.7 5.8 y 5.9 tambin se ilustran los resultados en las grficas:TABLA 5.7 ANLISIS ECONMICO PARA 79,7 USD/BLSMESPERIODOIncremento produccin Total

Produccin Mensual declinacin 1% mensual

Ingresos

Costos de Reparacin

Costo Operativo

Egreso Total

Ingresos Actualizados Ingresos Actualizados Acumulados Egreso Actualizado

Egreso Actualizado Acumulado

Flujo de Caja Actualizado Flujo de caja Actualizado Acumulado

BPPDBPPMUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSD

100001346400013464000013464001346400-1346400-1346400

212627969635143134640047018139341862885462885413796222726022-750768-2097168

3235210719854327063244632448374931466347619982788019775495-1321672

4334810586843694062457624578188812285228606202848639758261-563411

5434510481835368061840618408027733088000594272908067743345179934

6534110378827125061230612307869813874982582582966325728723908657

76338102768189630606266062677150146464825711230234377143881623045

87334101748108820600286002875632454028075598930794267003362323381

98331100748028810594355943574144761442545488831343146865593009940

10932899747949580588495884972686268711165380831881226730543682994

111032598767871140582685826871256475836795274932408716598144342808

121132197797793470576935769369854782822265171232925836468354989644

TOTAL3626110286878980226928006506883343488828222632925834989644

TIR27%

VAN4989644

RCB2,52

ELABORADO POR: Ana RiveraFIGURA 5.1 TIEMPO DE RECUPERACIN DE LA INVERSIN PARA USD79,7/BL


FIGURA 5.2 VAN VS. TIEMPO PARA USD79,7/BL

ELABORADO POR: Ana RiveraTABLA 5.8 ANLISIS ECONMICO PARA 91 USD/BLSMESPERIODOIncremento de produccin TotalProduccin Mensual declinacin 1% mensualIngresosCostos de ReparacinCosto OperativoEgreso TotalIngresos ActualizadosIngresos Actualizados AcumuladosEgreso ActualizadoEgreso Actualizado AcumuladoFlujo de Caja ActualizadoFlujo de caja Actualizado Acumulado

(BPPD)(BPPM)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)(USD)

100001346400013464000013464001346400-1346400-1346400

212627969725194134640047018139341871801471801413796222726022-661608-2008008

3235210719975454063244632449562341674248619982788019894237-1113771

4334810586963314062457624579349832609231606202848639874363-239408

5434510481953808061840618409165913525822594272908067857164617756

65341103789443960612306123089856144243835825829663258403021458058

76338102769350770606266062688088553052685711230234378237732281831

87334101749258500600286002886355761688265598930794268075693089400

98331100749167140594355943584657070153965488831343147916833881083

10932899749076690588495884982991878453145380831881227761104657192

111032598768987120582685826881359286589065274932408717608435418035

121132197798898440576935769379758894564945171232925837458766163912

TOTAL36261102861003603426928006506883343488945649432925836163912

TIR33%

VAN6163912

RCB2,87

ELABORADO POR: Ana RiveraFIGURA 5.3 TIEMPO DE RECUPERACIN DE LA INVERSIN PARA USD 91USD/BL

ELABORADO POR: Ana Rivera O.

FIGURA 5.4 VAN VS. TIEMPO PARA USD 91/BL


TABLA 5.9 ANLISIS ECONMICO PARA 100 USD/BLSMESPERIODOIncremento de produccin TotalProduccin Mensual declinacin 1% mensualIngresosCostos de ReparacinCosto OperativoEgreso TotalIngresos ActualizadosIngresos Actualizados AcumuladosEgreso ActualizadoEgreso Actualizado AcumuladoFlujo de Caja ActualizadoFlujo de caja Actualizado Acumulado

BPPDBPPMUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSDUSD

100001346400013464000013464001346400-1346400-1346400

212627969796917134640047018139341878902678902613796222726022-590595-1936995

323521071910719280632446324410508071839833619982788019988809-948186

43348105861058587062457624571027454286728760620284863996683418648

543451048110481410618406184010072433874530594272908067947816966463

653411037810377980612306123098742948619595825829663259291711895635

763381027610275580606266062696800658299655711230234379108932806528

873341017410174180600286002894896467789295598930794268929753699503

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TOTAL362611028611028609269280065068833434881039175232925837099169

TIR37%

VAN7099169

RCB3,16


FIGURA 5.5 TIEMPO DE RECUPERACIN DE LA INVERSIN PARA USD 100USD/BL ELABORADO POR: Ana Rivera O.

FIGURA 5.6 VAN VS. TIEMPO PARA USD 100/BLELABORADO POR: Ana Rivera O.5.6 ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOSEn resumen la tabla 5.10 muestra los valores respectivos de los indicadores econmicos del presente proyecto para los tres precios del barril de petrleo.

TABLA 5.10 VALORES DE LOS INDICADORES ECONMICOS

PRECIOPETRLEO(USD/BL)TIRMENSUAL(%)VAN(USD)RELACINCOSTO/BENEFICIOTIEMPORECUPERACINDE LA INVERSIN(Meses)

79,72749896442,523,7

91336163912

2,87

3,2

100377099169

3,16

2,9


Los parmetros econmicos indican que para los tres precios del barril de petrleo el proyecto es rentable, siendo el mejor el precio de 100USD/barril con un tiempo de 2,9 meses para recuperar la inversin al implementar bombeo mecnico con la unidad Rotaflex en los cuatro pozos seleccionados.

CAPTULO 6CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES La produccin del campo Sacha es de 53312 BPPD, produccin aportada por 84 pozos productores mediante bombeo hidrulico, 70 pozos con bombeo electrosumergible y 6 pozos produciendo a flujo natural.

El 54% de los sistemas de levantamiento artificial en el Campo Sacha corresponde al bombeo hidrulico, el mismo que actualmente presenta inconvenientes debido a que este sistema se encuentra operando por ms de 25 aos, por tal razn es oportuno cambiar de levantamiento artificial para evitar los altos costos operativos y las prdidas de produccin que actualmente se registran por fallas en el sistema power oil.

Los pozos seleccionados para implementar el sistema de bombeo mecnico, tienen la informacin necesaria para realizar el diseo del sistema de bombeo mecnico con la unidad Rotaflex, de esta manera se tiene un adecuado diseo para las condiciones de cada pozo.

Para los pozos Sac-1 Sac-45B y Sac-65B el diseo con el software Rodstar determina como unidad de superficie la Rotaflex 1100 y para el pozo Sac-83 la unidad Rotaflex 900.

Con la implementacin del bombeo mecnico con la unidad Rotaflex los cuatro pozos seleccionados tendrn una produccin de1941 barriles de petrleo diarios, lo que representa un %de la produccin total del campo.

Al implementar bombeo mecnico en los pozos Sac-1, Sac-45B, y Sac-83 se deja de inyectar 3305 barriles de fluido motriz por da.

La potencia promedia requerida por pozo es de 50 HP, lo cual nos muestra que este sistema desde el punto de vista energtico es rentable y conveniente.

Para un precio del barril de $79,7 se tiene un TIR de 27%, mayor a la tasa de actualizacin; el VAN es de $4989.644 mayor a cero y la relacin costo/beneficio es de 2,52 mayor a 1. Para un precio del barril de $91 se tiene un TIR de 33%, mayor a la tasa de actualizacin; el VAN es de $ 6163.912 mayor a cero y la relacin costo/beneficio es de 2,87 mayor a 1. Para un precio del barril de $100 se tiene un TIR de 37%, mayor a la tasa de actualizacin; el VAN es de $ 7099169 mayor a cero y la relacin costo/beneficio es de 3,16 mayor a 1.

El anlisis econmico realizado para un ao muestra que para los tres precios del barril de petrleo el proyecto es viable siendo el mejor escenario el precio de 100 USD/bl ya que el tiempo de recuperacin de la inversin es de 2,9 meses.

RECOMENDACIONES

Se propone cambiar de levantamiento artificial para disminuir las prdidas de produccin de petrleo debido a los problemas que actualmente ocasiona el sistema power oil por la antigedad de los equipos empleados.

Se recomienda realizar nuevas pruebas de restauracin de presin en las arenas Basal Tena U T y Holln ya que un buen diseo del sistema de levantamiento depende de los datos proporcionados y que stos sean actuales.

Se recomienda realizar los reacondicionamientos propuestos en los pozos: Sac-1 Sac-45B Sac-65B y Sac-83 para la implementacin del sistema de bombeo mecnico con la unidad Rotaflex, ya que se lograr un incremento de 355 barriles de petrleo diarios, con inversin estimada de $2692.800.

Se recomienda utilizar las varillas WFT T66/XD ya que este tipo de varillas estn fabricadas con una aleacin especial de cromo-molibdeno caracterstica que les proporciona alta resistencia a la corrosin y abrasin, adems son tratadas trmicamente para obtener caractersticas mecnicas y metalrgica uniforme en toda su extensin, de esta manera se evita la deformacin en las varillas

Se recomienda tomar en cuenta el sistema de bombeo mecnico en el Campo Sacha ya que como se ha demostrado es un sistema de levantamiento rentable el mismo que puede ser monitoreado y optimizado con el software Lowis, que actualmente se encuentra implementado en el campo.

BIBLIOGRAFA Antoniolli Mauricio. Unidades de bombeo de Carrera larga. Argentina 2006

Jimenez Cyntia. Optimizacin de los procesos en facilidades de produccin del Campo Sacha, Estacin Sacha Central. Quito 2009

Monroy Manuel. Reciprocating Rod Lift Systems. Weatherford Marzo 2010

Vaca Eduardo. Anlisis tcnico econmico para cambiar de bombeo hidrulico a bombeo electrosumergibles en pozos con alto potencial del rea Sacha para incrementar la produccin. Quito Mayo 2012

Valencia Ral. Anlisis e Interpretacin Convencional de Pruebas de Presin. Escuela Politcnica Nacional Febrero 2008

Weatherford. Completion and Production Systems. Weatherford 2005

Weatherford. Rodstar User Manual.

Weatherford. Subsurface Rod Pumps, Parts and Accesories. Weatherford 2008.

Weatherford. Unidad Rotaflex de Bombeo de carrera larga. Weatherford 2007

ANEXOS

DIAGRAMAS DE COMPLETACIN DE LOS POZOS SELECCIONADOSSAC - 01

W.O. - 21

COMPLETACIN : 25-Febrero-1969

RTE:897'W.O. - 17 : 03-AGO-1995

GLE:881'W.O. - 18 : 06-MAY-1999

W.O. - 19 : 30-NOV-2007

W.O. - 20 : 19-ENE-2008

W.O. - 21 : 09-JUN-2008

9 5/8" CASING SUPERFICIAL

J-55 ; 36 LBS/PIE ; ST&C ; 31 TUBOS

1023'ZAPATO GUIA SUPERFICIAL CEMENTADO

CON 480 SxS.

7" CASING

327 TUBOS N-80, 26 LBS/PIE @ 10141'

REALIZAN 3 TAPONES BALANCEADOS

PARA REMEDIAR CASING DE 7" :

1050'-2248'(1198')3 1/2" EUE, N-80, 293 TUBOS

3410'-4180'(770')

8956'-9107'(151')

9046'3 1/2" X 2 7/8" EUE, CROSS OVER

9047'

2 7/8" EUE, CAVIDAD GUIBERSON PL II

2 7/8" X 3 1/2" EUE, CROSS OVER

3 1/2" EUE, N-80, 1 TUBO

9096'

3 1/2" EUE , TUBO DE SEGURIDAD

3 1/2" EUE, N-80, 1 TUBO


9132'7" x 2 7/8", PACKER ARROW

2 7/8" EUE N-80, 1 TUBO


9170'2 3/8" EUE, NO-GO


2 7/8" EUE N-80, 1 TUBO

2 7/8" EUE N-80, 1 PUP JOINT

9208'

ARENA "U" (9 DPP)

9353' - 9390' (37' )

9395' - 9407' (12' )

7" CIBP

9500'7" CIBP

ARENA "T" (4 DPP)

9550' - 9555' (5' ) SQZ WO#11

9570' - 9574' (4' ) SQZ WO#11

9592' - 9607' (15' ) SQZ WO#11 Y 12

9668' - 9670' (2' ) SQZ WO#11

9696' - 9698' (2' ) SQZ WO#12

9724' - 9726' (2' ) SQZ WO#12

9738' - 9740' (2' ) SQZ WO#12

ARENA "Hs" ( 4 DPP)

9754' - 9774' (20' )

9774' - 9784' (10' ) SQZ W.O. # 16

ARENA "Hi" ( 4 DPP) 9805'

COTD

9814' - 9816' (2' ) SQZ WO#11

9816' - 9844' (28' ) SQZ WO#16

9860' - 9885' (25' ) SQZ WO#04

9996'TOPE DE PESCADO (PKR S-2)

10084'

COLLAR FLOTADOR

10141'

ZAPATO GUIA CEMENTADO CON

s

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