Producción de Crudos Pesados con Tecnología de … · punta con la finalidad de mejorar los...

23.02.04

Producción de Crudos Pesados con Tecnología de Bombeo Multifásico

Inglotech Colombia, S.A.SIng. Patricia Núñez Tucker

Expo Oil & Gas Colombia 2010

23.02.04

Situación actual

Objetivo de la tecnología de bombeo multifásico

Beneficios del bombeo multifásico

Inicio del bombeo multifásico en Venezuela

Aplicaciones en el desarrollo de campos de crudos pesados yextra pesados

Conclusiones

Agenda

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Ante el crecimiento del consumo energético a nivel mundial, laproducción y el transporte de petróleo y de gas siguen siendo unanecesidad como fuente de energía más importante del planeta.

Las empresas productoras de petróleo requieren utilizar tecnología depunta con la finalidad de mejorar los costos de producción y utilizarprocesos que permitan minimizar el impacto ambiental.

La mayoría de las reservas de petróleo, hoy en día aún sin explotar, seencuentran en áreas remotas de difícil acceso con limitaciones para laconstrucción de infraestructura e instalaciones de tratamiento.

Producción de Petróleo y Gas

Situación Actual....

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El agotamiento de los crudos de fácil producción y los altos costosoperacionales, han hecho que las empresas productoras tambiénreconsideren los campos maduros y marginales, los cuales son propiciosa ser reactivados u optimizados para aumentar su recobro yproductividad.

Los nuevos desarrollos necesitan de tecnologías capaces de transportarla producción directa de los pozos hacia facilidades centralizadas detratamiento ubicadas a largas distancias, sin afectación ambientalconsiderable.


Situación Actual....

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La tecnología del bombeo multifásico hace posible el traslado dela producción petrolera hacia facilidades de tratamientocentralizadas, minimizando la afectación de área y las emisiones alambiente, permitiendo la explotación de yacimientos alejados yde difícil acceso.


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Bombeo Multifásico - Objetivo

Bombear fluidos inestables (mezcla de petróleo, gasnatural, agua de formación y arena) sin separación previapor un oleoducto hacia el centro principal de tratamientode fluidos.

Bombeo Multifásico

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1. Menor costo de inversión

2. Menor afectación ambiental

3. Aumento de producción

Beneficios Principales

Bombeo Multifásico

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De Varias Estaciones...Disminución de costos de inversión

Bombeo Multifásico - Beneficios

Bombas de Transferencia

Facilidad Central de Tratam

iento

Pozos

Separador de Prueba

Separadores de alta y baja presión

Compresor

Crudo y agua Tanque de almacenamiento

Hacia facilidades de tratamiento de gas

Mechurio o venteo

Venteo

A una Estación Principal

Bomba Multifásica

Pozos

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Antes...


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Después...


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Convivencia con el medio ambiente

Menor Impacto Ambiental – No Hay Quema ni Venteos


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Afectación de área aprox. 30 a 60% menor que el sistema convencional.

Pozos & BCP

Múltiple

VFD BCP

BMFMMF

Menor Impacto ambiental - Menor Afectación de Área


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Envolvente de operación

Bombeo multifásico

Caudal

Pres

ión

Curva del sistema

Producción Pozo

pout

pin

Producción Óptima

Incremento producc.

WH Press.

Decrease

Producción Actual

pact

2

Aumento de la producción


1

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- PDVSA PDVSA Diferentes aplicaciones en los estados Anzoátegui, Diferentes aplicaciones en los estados Anzoátegui, Barinas, Monagas y en otros estadosBarinas, Monagas y en otros estados

-- Asociaciones Mixtas de la Faja del Orinoco:Asociaciones Mixtas de la Faja del Orinoco:PDVSA PDVSA CABRUTICA (PETROZUATA): 120 MBPDCABRUTICA (PETROZUATA): 120 MBPDPDVSA PETROCEDEÑO: 190 MBPDPDVSA PETROCEDEÑO: 190 MBPDPDVSA PETROPIAR: 190 MBPDPDVSA PETROPIAR: 190 MBPD

Experiencia Tecnología Multifásica Bornemann en Venezuela

Bombeo Multifásico - Aplicaciones

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En 1994, la primera bomba MW8.5 fue instalada por PDVSA en AREM-I, Campo Arecuna para el manejo de crudo pesado proveniente de pozos, con las siguientes condiciones de operación:

Capacidad: 53.400 BEPDViscosidad: 550 cStFGV: 88.3 %Presión de succión: 30 lpcPresión de descarga: 595 lpcVelocidad: 1.785 rpmPotencia: 633 HP

Pozos probatorios descargan directamente a la BMF. Para ese momento no se utilizó el arreglo de pozos en macollas.

Comienzo del bombeo multifásico en Venezuela


23.02.04Fuente: PDVSA

Esquema de Operación Esquema de Operación –– Bombas en paraleloBombas en paralelo

Comienzo del bombeo multifásico en Venezuela


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PDVSA PETROCEDEÑO

PDVSA CABRUTICA

PDVSA PETROPIAR

PDVSA DIST. MORICHAL

PTO

JOSE

KM 52

Desarrollo de Campos en la Faja del Orinoco AplicacionesAplicaciones


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Muchos campos y/o pozos estaban ubicados en áreas lejanas a las facilidades de producción o de difícil acceso y sin ningún tipo de infraestructura existente

Necesidad de rebombeo para transportar la producción (crudo+gas+agua) hacia las facilidades de tratamiento

Crudo de la Faja Petrolífera del Orinoco:Gravedad 8° - 12° API

Alto riesgo por desconocimiento en cuanto a tipo de yacimiento, esquema de desarrollo y bajos precios del petróleo

Se requería de una tecnología flexible de avanzada para expansión futura y bajos costos, puesto que se trataba de contratos de desarrollo y producción por un período de 35 años

Desarrollo de Campos en la FajaAntecedentes – Contexto Histórico


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Agua asociada al crudo pesado y en la mayoría de los casos con contenido de partículas o sedimentos en suspensión

Se evaluaron varias opciones de producción y desarrollo:

- Producción en caliente – Inyección de vapor

- Producción en frío con dilución a 16-17°API – Estaciones de flujo tradicionales

- Producción en frío con dilución a 16-17°API – Utilización de tecnología multifásica


Desarrollo de Campos en la FajaAntecedentes – Contexto Histórico

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En 1997 Petrozuata desarrolló con BMF el primer campo a nivel mundial rompiendo estándares internacionales y prácticas tradicionales.

LM-25Cabrutica Bridge

Atascosa Bridge

.

20” Diluent & 36” Blend Pipelines

LM-21**

*

**

**

1 Aug

1 July

HI-22

FG-19 HI-19FG-19

GH-25MPP

FG-19BC-14 DF-14

DF-17

JK-14

JK-20

JK-17

LM-14

FG-19FG-22

KL-28

KL-32

NO-18

NO-21

NO-24

NO-27

IJ-33

CC

A

A

A

AAA

A

A

B

B

B

B

C

C

C

LM-17

LM-19

LM-23

LM-21

.

***

Estación Principal

Estaciones BMF

Macollas

PETROZUATA - 17 BMF MW9.5zk-50Un esquema recomendado para nuevas áreas a ser desarrolladas, en el cual es posible agrupar los pozos en macollas.

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Selección de bombas de tornillo debido a la alta viscosidad del crudo y posible contenido de arena

Tecnología de bombeo multifásico - Diseño patentado Bornemann. Las bombas multifásicas fueron suministradas en su mayoría en sistemas integrados como unidades paquetizadas

Con el tiempo se implementaron mejoras y recomendaciones…

Velocidades moderadas y pasos mas grandes para asegurar que las cámaras de la bomba sean llenadas minimizando el ruido y la vibración

Tornillos y camisas con recubrimiento – materiales endurecidos

Velocidades moderadas en aplicaciones con alto contenido de sólidos en presencia de grandes volúmenes de gas


Desarrollo de Campos en la FajaConsideraciones Generales

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Entre 2000 y el 2001 PETROCEDEÑO y PETROPIAR inician sus operaciones con la utilización de estaciones multifásicas.

Crudo Extra PesadoFGV 92 %Visc.: 400 a 1105 cstP succión 120 lpcmP descarga 400 lpcmCapacidad 150 MBEPDVelocidad 1800 rpmPotencia 1500 HP

PETROCEDEÑO, Modelo MW 8.5zk - 67, 2000

Crudo Extra PesadoFGV 82 %Visc.: 335 a 1368 cstp succión 90 lpcmp descarga 600 lpcmCapacidad 80 MBEPDVelocidad 1800 rpmPotencia 950 HP

PETROPIAR , Modelo MW 9.3zk - 90, 2001


Desarrollo de Campos en la Faja

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Macolla 7

ESQUEMAESQUEMAPETROZUATA PETROZUATA -- PETROCEDEÑOPETROCEDEÑO

(diluido a 16 API a (diluido a 16 API a cabezal/fondo de pozo)cabezal/fondo de pozo)

Macolla 3Macolla 3Sin BMF

Macolla 2Sin BMF

Macolla 5Sin BMF Estación

Principal

Macolla 4Sin BMF

Otras Macollas

Otras Macollas

BMF

Macolla 1

BMF

Macolla 6

BMF

Troncales principales

Esquema de Operación – Bombas en serie



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Estación Principal

Macolla 1 Macolla 1 Sin BMFSin BMF

Macolla 2Macolla 2Sin BMFSin BMF

Estación de Rebombeo

ESQUEMA ESQUEMA

PETRO PIARPETRO PIAR

(diluido a 16 API a (diluido a 16 API a cabezal de pozo)cabezal de pozo)

Macolla 3Macolla 3Sin BMFSin BMF

Otras Macollas

Otras Macollas

Troncales principales

Esquema de Operación – Bombas en paralelo y en serie



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PETROPIAR

La estación de bombeo recibe producción multifásica de diferentes macollas.

Hoy en día PETROPIAR tiene 25 unidades de Bombeo Multifásico en campo y adicionalmente se tienen 3 unidades nuevas por instalar.

• 20 Bombas Instaladas MW9.3• 3 Bombas de repuesto en almacén• Capacidad: 250 MBPD diluido• Producción: 190 MBPD pesado• RGP: 325

Esquema de Operación



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• Edificio de Potencia integrado por:- VFD – Transferencia Sincronizada- CCM – Centro de Control de Motores

• Sistema de Control y Automatización

• Estación deBombeo Multifásico

En el 2004 PDVSA construye la estación multifasica inteligente MELEM-1, Campo Melones, Edo. Anzoátegui. Se logró un 20% de aumento en la producción.

Campos de producción petrolera existentes


23.02.04

Entre el 2004 y 2005 PETROPIAR optimiza la operación de su estación de transferencia de crudo en el Centro Operativo Bare (COB) con la construcción de una estación nueva conformada por bombas multifasicas. Se reemplazan bombas de doble tornillo para bombeo de líquido por bombas multifasicas.

Transferencia de Crudo

Crudo Extra PesadoFGV 15 %Visc.: 32 a 1200 cstP succión 3 lpcmP descarga 600 lpcmCapacidad 97 MBEDVelocidad 1.200 rpmPotencia 1.500 HP

Conjunto Sencillo Bomba-Motor

PETROPIAR , 5 Bombas Modelo MW 10.6zk-66, 2005


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Reducción de la eficiencia volumetrica – Menor volumen bombeado

Problemas de vibración y ruido

Fallas frecuentes de sellos mecánicos por sobrecalentamiento ante la presencia de gas

Fallas frecuentes de rodamientos por vibraciones en el sistema

Posible ruptura de ejes como consecuencia de las vibraciones en el sistema

Posibles fracturas en la carcasa de la bomba igualmente como consecuencia de las vibraciones en el sistema

Transferencia de CrudoSituaciones Típicas - Presencia de Gas

Baja Disponibilidad y Altos Costos de Mantenimiento!!


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1. PDVSA4 bombas MW8.5/9.5 en Arecuna- Anzoátegui (1994)8 bombas MW8.5/9.5 en Bare – Anzoátegui (1995)5 bomba MW8.5 en Morichal – Monagas (1997)3 bombas MW8.5 en Bare – Anzoátegui (1997)1 bomba MW8.5 en Oritupano – Anzoátegui (1996)1 bomba MW7.3 en Barinas (1997)4 bombas MW9.3 en Melones Anzoátegui (2002)1 bomba MW7.3 en Barinas (2009)Total adquiridas: 27 bombas

2. PETROZUATA - Faja del Orinoco (1997) …130.000BPDTotal adquiridas: 18 bombas

3. PETROCEDEÑO – Faja del Orinoco (2000)…190.000BPDTotal adquiridas: 8 bombas

4. PETROPIAR – Faja del Orinoco (2001)…190.000BPDTotal adquiridas: 34 bombas

Aproximadamente 25% de la producción

Venezolana se maneja con Tecnología Multifásica

Experiencia del Bombeo Multifasico en VenezuelaResultadosResultados

Bombeo Multifásico - Resultados

23.02.04

La tecnología de bombeo multifásico Bornemann ha sido exitosamente probada en Venezuela y en el mundo en aplicaciones de crudo pesado y extra pesado. Hoy en día existen más de 80 Bombas Bornemann instaladas en Venezuela.

La gran cantidad de sistemas instalados en la Faja del Orinoco ha permitido estandarizar el sistema de bombeo y transferencia de producción en los campos operativos así como el crecimiento estructurado.

La utilización de tecnología multifásica ha permitido el desarrollo y producción de campos alejados y de difícil acceso en Venezuela y otros países, minimizando el impacto ambiental causado por el desarrollo.

La tecnología ha permitido la optimización de facilidades y aumento de producción en campos productores existentes

De acuerdo a nuestros clientes, la tecnología multifásica ofrece mayor flexibilidad operacional, alta disponibilidad y fácil mantenimiento

La evolución continua y resolución de problemas entre Usuario-Proveedor ha permitido mejorar la tecnología y las prácticas operacionales

CONCLUSIONES

Bombeo Multifásico - Resultados

23.02.04

Muchas gracias porsu atención

¿PREGUNTAS?

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