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FACILIDADES DE SUPERFICIE

Terminada la perforacin, el pozo est listo para empezar a producir. En el

momento de la produccin puede ocurrir que el pozo sea puesto en

funcionamiento por surgencia natural, lo que no ocurre en la mayora de

las perforaciones. Una muy compleja gama de circunstancias la

profundidad del yacimiento, su presin, la permeabilidad de la roca

reservorio, las prdidas de presin en los punzados o en la caera, etc..,

hace que el fluido llegue a la superficie con caudales satisfactorios o no

satisfactorios.

Los fluidos de un yacimiento petrleo, gas, agua entran a los pozos

impulsados por la presin a los que estn confinados en el mismo. Si la

presin es suficiente, el pozo resultar "surgente", produce sin necesidad

de ayuda. Si la presin slo alcanza para que los fluidos llenen el pozo

parcialmente, se debe bajar algn sistema para terminar de subirlos a la

superficie con bombas o algo equivalente.

Los yacimientos tienen tres tipos principales de empujes naturales, que

definen su comportamiento al descomprimirse.

Pueden actuar solos o combinados y son:

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1) Empuje por gas disuelto (dissolved-gas drive). En este caso la fuerza

propulsora es el gas disuelto en el petrleo que tiende a escapar y

expandirse por la disminucin de presin. El empuje por gas disuelto es el

que resulta en menores recuperaciones, las presiones de fondo disminuyen

rpidamente y la recuperacin final suele ser menor al 20%.

2) Empuje de una capa de gas (gas-cap drive), cuando el gas acumulado

sobre el petrleo e inmediatamente debajo del techo de la trampa genera

un empuje sobre el petrleo hacia los pozos. En esta situacin es posible

mantener la relacin gas/petrleo constante hasta casi agotar la bolsa de

gas. La recuperacin de un campo con capa de gas es del 40/50%.

3) Empuje hidrosttico (water drive), la fuerza impulsora ms eficiente

para provocar la expulsin del petrleo del yacimiento es el empuje del

agua acumulada debajo del petrleo. La recuperacin en un yacimiento

con empuje hidrosttico explotado racionalmente puede llegar al 60%.

Otro empuje es el producido por la gravedad, que es importante cuando

existe una columna de petrleo de varios miles de metros, como sucede en

algunos yacimientos.

Normalmente, la ltima parte del petrleo recuperable es debida al drenaje

por gravedad. La expansin del crudo durante las primeras fases de la

produccin de un yacimiento que contenga petrleo no saturado tambin

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representa una fuente de empuje, pues al reducirse la presin a la que se

encuentra, el gas comienza a desprenderse de la solucin.

FORMAS DE EMPUJE

Empuje por gas disuelto Empuje de una capa de as Empuje hidrosttico

El mecanismo de surgencia natural es el ms econmico, ya que la energa

es aportada por el mismo yacimiento, aunque no siempre es el ms

adecuado desde el punto de vista de la productividad. Los controles de la

produccin se realizan en la superficie por medio del llamado "rbol de

Navidad", compuesto por una serie de vlvulas que permiten abrir y cerrar

el pozo a voluntad. La surgencia se regula mediante un pequeo orificio

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cuyo dimetro depender del rgimen de produccin que se quiera dar al

pozo.

Cuando la energa natural que empuja a los fluidos, deja de ser suficiente,

se recurre a mtodos artificiales para continuar extrayendo el petrleo.

Con la extraccin artificial comienza la fase ms onerosa o costosa de la

explotacin del yacimiento.

Tanto para producir un pozo por surgencia natural como por medios

artificiales se emplean las mismas tuberas de produccin (tubing), en

tramos de aproximadamente 9,45 m de longitud, unidos por rosca y cupla,

y en distintos dimetros, desde 1,66 a 4,5" segn lo requiera el volumen de

produccin. Dichas tuberas podrn anclarse mecnicamente o por medio

de una empaquetadura para el caso en que se quiera producir

selectivamente de una arena o de un grupo de varias arenas.

En los casos de surgencia natural el fluido asciende por la tubera sin

ayudas externas por efecto de la presin del yacimiento. Cuando la presin

del yacimiento no es suficiente se requiere de otros mtodos, algunos de

los cuales se describen a continuacin:

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a) Bombeo con accionar mecnico. La bomba se baja dentro de la tubera

de produccin y se asienta en el fondo con un elemento especial. La bomba

es accionada por medio de varillas de aproximadamente 7,62 m de

longitud cada una, que le transmiten el movimiento desde el "aparato de

bombeo" que consta de un balancn al cual se le transmite el movimiento

de vaivn por medio de la biela y la manivela, las que se accionan a travs

de una caja reductora movida por un motor. La bomba consiste en un

tubo de 2 a 7,32 m de largo con un dimetro interno de 11/2 a 33/4

pulgadas, dentro del cual se mueve un pistn cuyo extremo superior est

unido a las varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja dentro o se

enrosca en el extremo de la tubera. Su limitacin radica en la profundidad

que pueden tener los pozos, y su desviacin en el caso de pozos dirigidos.

b) Bombeo con accionar hidrulico. Una variante tambin muy utilizada

consiste en bombas accionadas en forma hidrulica por un lquido,

generalmente petrleo, que se conoce como fluido motriz. Las bombas se

bajan dentro de la tubera y se accionan desde una estacin satlite. Este

medio no tiene las limitaciones que tiene el medio mecnico para su

utilizacin en pozos profundos o dirigidos.

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c) Extraccin con gas o Gas Lift - surgencia artificial. Consiste en inyectar

gas a presin en la tubera para alivianar la columna de petrleo y hacerlo

llegar a la superficie. La inyeccin del gas se hace en varios sitios de la

tubera a travs de vlvulas reguladas que abren y cierran el gas

automticamente.

d) Pistn accionado a gas (plunger lift). Es un pistn viajero que es

empujado por gas propio del pozo y trae a la superficie el petrleo que se

acumula entre viaje y viaje del pistn.

e) Bomba centrfuga y motor elctrico sumergible. Es una bomba de varias

paletas montadas axialmente en un eje vertical unido a un motor elctrico.

El conjunto se baja en el pozo con una tubera especial que lleva un cable

adosado, para transmitir la energa elctrica al motor. Permite bombear

grandes volmenes de fluidos.

f) Bomba de cavidad progresiva. El fluido del pozo es elevado por la accin

de un elemento rotativo de geometra helicoidal (rotor) dentro de un

alojamiento semilastico de igual geometra (estator) que permanece

esttico. El efecto resultante de la rotacin del rotor es el desplazamiento

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hacia arriba de los fluidos que llenan las cavidades formadas entre rotor y

estator.

ACCESORIOS DE SUPERFICIE.

Cabe aqu realizar una breve descripcin del extremo del pozo en la

superficie, denominado comnmente "cabezal" o "boca de pozo" y para el

caso de pozos surgentes "rbol de Navidad". La boca de pozo involucra la

conexin de las caeras de subsuelo con las de superficie que se dirigen a

las instalaciones de produccin. El "colgador de caeras" y el "puente de

produccin" son los componentes principales de la "boca de pozo". Cada

una de las caeras utilizadas en el pozo (gua, intermedia, entubacin o

casing) debe estar equipada con un "colgador" para soportar el tubing.

Este colgador va enroscado en el extremo superior de la caera, y debe ser

el adecuado para soportar a la caera de menor dimetro.

Los fluidos producidos por el pozo son recibidos en la superficie en un

"puente de produccin", que constituye el primer punto elemental de

control de la misma. Este puente est equipado con los elementos

necesarios para la produccin del petrleo, junto con el gas y el agua

asociados producidos a travs de tuberas, as como para la captacin del

gas que se produce por el espacio anular entre la tubera y el revestidor.

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Arbolito de navidad o produccin

Mtodos para Mejorar la Recuperacin de Petrleo

Hasta aqu se ha tratado la extraccin del petrleo en funcin de la energa

existente en el yacimiento, acudiendo en casos necesarios a medios

artificiales. Esta explotacin, denominada primaria, permite obtener entre

un 15% y un 35% del petrleo in situ. Si se trata de petrleos viscosos, la

extraccin puede ser inferior al 10%.

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En casos excepcionales, se cuenta con energa suficiente provista por el

empuje natural del agua proveniente de una fuente a gran distancia y con

capacidad de reposicin: en estos casos se mantiene naturalmente una

buena presin de fondo que permite mejores porcentajes de recuperacin,

hasta 50% del petrleo in situ.

Recuperacin Secundaria

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Es comn aplicar algunos medios para mejorar los valores de

recuperacin, por ejemplo la inyeccin de agua o gas en determinados

pozos denominados "inyectores", con el objeto de desplazar volmenes

adicionales de petrleo hacia el resto de los pozos del yacimiento que

conservan el carcter de "pozos productores". Esto se llama recuperacin

secundaria. Este proceso es aplicable desde comienzos de la explotacin

para mantener la presin, o bien ya iniciada la explotacin.

El agua a inyectar puede obtenerse de fuentes cercanas (ros, lagos, etc.), o

bien ser reinyectada la producida junto con el petrleo o agua de mar.

En todos los casos debe ser "compatible" con el agua de la formacin

productiva, y debe ser convenientemente tratada a los efectos de evitar

daos a la formacin as como tambin al sistema de caeras de inyeccin

y a los pozos inyectores

Adems de la recuperacin secundaria va inyeccin de agua o de gas se

suelen aplicar otros mtodos llamados de recuperacin terciaria o

mejorada, tales como inyeccin de anhdrido carbnico (CO2), solventes,

de polmeros, o mtodos trmicos tales como de inyeccin de vapor (cclica

o continua), o de combustin in situ, cuya aplicacin se realiza, en razn

de su costo, en la medida en que resulte econmicamente factible.

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Altos precios del crudo estimulan la aplicacin de mtodos de recuperacin

mejorada o terciaria, dado que los mismos requieren grandes inversiones.

Conduccin del Petrleo Crudo

El petrleo, junto con el gas y el agua asociados, son conducidos desde

cada uno de los pozos hasta bateras o estaciones colectoras a travs de

una red de caeras enterradas de entre 2 y 4" de dimetro. El material

ms comn para estas lneas de conduccin es el acero, aunque se utilizan

cada vez con mayor frecuencia caeras de PVC reforzado con fibra de

vidrio, resistentes a la corrosin.

La batera recibe la produccin de un determinado nmero de pozos del

yacimiento, generalmente entre 10 y 30. All se cumplen funciones de

separacin de los diferentes fluidos, la medicin diaria del volumen

producido total y en los casos necesarios, de cada pozo en particular.

Tambin se puede, en el caso de petrleos viscosos, efectuar su

calentamiento para facilitar su bombeo a las plantas de tratamiento.

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Gas Natural

Para el caso de captacin de gas de pozos exclusivamente gasferos, gas

libre pero no necesariamente seco, es necesario contar con instalaciones

que permitan la separacin primaria de lquidos y el manejo y control de la

produccin de gas, normalmente a mayor presin que el petrleo. A

continuacin seguir el mismo proceso que el gas asociado ya separado.

El movimiento del gas a plantas y/o refineras se realiza a travs de

gasoductos, bombendolo mediante compresores.

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ELEMENTOS COMPONENTES DE UNA FACILIDAD DE PRODUCCIN DE

CRUDO

Bombas.- Aumentan la presin de los lquidos. Se pueden instalar

de tipos: de desplazamiento positivo (alternativo y rotatorio) y

dinmicas (centrfugas y axiales).

Calentadores.- Recipientes tubulares para calentamiento de fluidos

con el fin de disminuir la viscosidad y as facilitar la separacin

posterior del agua emulsionada. Pueden ser indirectos o directos,

segn el procedimiento para transmitir el calor del combustible al

fluido: por radiacin o por conduccin y conveccin.

Desnatadores o Separadores API.- Son recipientes abiertos, en

algunos casos cerrados, que recogen el agua procedente de los

tratadores y drenajes de tanques; facilitan el reposo para la

separacin o eliminacin completa de petrleo e hidrocarburos

atrapados en el agua.

Filtros de gas y agua.- Separan o eliminan partculas slidas

presentes en los fluidos.

Instrumentos.- Comprenden los medidores primarios de

temperatura, presin, nivel, flujo, densidad y los transmisores

neumticos o electrnicos; receptores de seales, cables,

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conductores, tableros centralizados de instrumentos, vlvulas de

control automticos, PLCs y/o sistemas de control distribuidos.

Lneas de flujo.- Tuberas que conectan el pozo con la batera.

Colectores o Manifold.- Compuestas por un conjunto de tuberas y

vlvulas que toman la produccin de varios pozos.

Piscinas.- Recipientes grandes naturales o construidos por

oxidacin y eliminacin de materia orgnica presente en el agua.

Separadores.- Segregan dos o tres fases de fluido procedente de los

pozos. Existen como separador general y separador de prueba.

Sistemas de inyeccin de inhibidores y qumicos.- Compuestos

por lo general por recipientes de almacenamiento y mezcla, bombas

de dosificacin o proporcionadoras, puntos de inyeccin, tuberas y

accesorios.

Tanques.- Recipientes para almacenar fluidos. En la batera se

utilizan para almacenar petrleo crudo o la mezcla con agua. Existen

como tanques de almacenamiento, tanques de prueba, tanques de

lavado, tanques separadores de agua libre.

Tanques Sumideros.- Tanques localizados bajo la superficie del

terreno; Cilndricos o rectangulares, para recoger drenajes.

Teas o Antorchas.- Sirven para venteo y quema de vapores de

separadores y tanques, descargados directamente o a travs de

vlvulas y artefactos de relevo y seguridad.

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Tratadores.- Pueden estar integrados al calentador. Por lo general es

la vasija donde se permite reposo para la separacin de la emulsin

y del gas desprendido del crudo en forma de vapores debido al

calentamiento. Pueden ser verticales u horizontales.

Tuberas.- Conducen los fluidos desde el mltiple hasta las vasijas

de tratamiento, sirven de succin y descargas de bombas y

compresores, o de drenajes y venteo.

Vlvulas y Accesorios de Tuberas.- Vlvulas de paso manuales y

auto operadoras. Vlvulas de seguridad, accesorios de tubera como

Tes, reducciones, bridas, tapones, etc.

CONCLUSIONES

Las Facilidades de Produccin comprenden los procesos, equipos y

materiales requeridos en superficie para la recoleccin, separacin y

tratamiento de fluidos, as como la caracterizacin y medicin de cada una

de las corrientes provenientes de los pozos productores, bien sea crudo,

gas o agua e impurezas.

En necesario que las personas que dirigen u operan un campo petrolero,

conozcan los principios y procedimientos operativos de los equipos y

facilidades de produccin instaladas para lograr que los procesos sean

ms eficientes.

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Los supervisores, tcnicos y operadores deben identificar la importancia y

el manejo de las principales variables que inciden en las operaciones de

superficie en los campos petroleros, basados, tanto en los aspectos

tericos, como en la experiencia de campo para mejorar las habilidades,

actitudes y aptitudes del personal y optimizar costos de produccin.

La industria petrolera de hoy requiere que el personal que desarrolla las

actividades de produccin y mantenimiento de pozos, mejore sus

competencias para que su trabajo lo haga en forma ms integrada, que

ejerza un liderazgo efectivo y que aplique las mejores herramientas de

gestin para lograr una mayor eficiencia, eficacia y efectividad en todos los

programas de trabajo que a diario se realizan en los campos de

produccin.

El cumplimiento de las metas o pronsticos de produccin, la disminucin

de las prdidas de produccin, la optimizacin de los costos y

presupuestos de produccin y mantenimiento, optimizando los procesos de

mantenimiento de subsuelo y de superficie, deben ser los principales

objetivos a los que deben llevar las diferentes operaciones y trabajos que a

diario se realizan en los campos petroleros.