UNIVERSIDAD CENTRAL DE ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA EN …

UNIVERSIDAD CENTRAL DE ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA MINAS PETRÓLEOS Y

AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN PETRÓLEOS

Análisis de tendencias históricas de los patrones de comportamiento en equipos

electrosumergibles para el monitoreo de pozos en el campo Palo Azul, mediante la utilización

del software Lowis

Estudio Técnico presentado para optar por el Título de Ingeniero de Petróleos

AUTOR: Gualacata Cachimuel Néstor Fernando

TUTOR: Rony Mauricio Parra Jácome

Quito, febrero 2020

ii

DERECHOS DE AUTOR

Yo, Néstor Fernando Gualacata Cachimuel, en calidad de autor y titular de los derechos

morales y patrimoniales del trabajo de titulación “Análisis de tendencias históricas de los

patrones de comportamiento en equipos electrosumergibles para el monitoreo de pozos en

el campo Palo Azul, mediante la utilización del software Lowis”, modalidad Estudio Técnico,

de conformidad con el Art.114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE

LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad

Central del Ecuador un licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de

la obra, con fines estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autoría

sobre la obra, establecidos en la normativa citada.

Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y

publicación de este trabajo de titulación en repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el

Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

Declaro que esta obra objeto de la presente autorización es original en su forma de expresión y

no infringe el derecho de autoría de terceros, asumiendo la responsabilidad por cualquier

reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de toda

responsabilidad.

Firma

Néstor Fernando Gualacata Cachimuel

C.I: 1004044788

[email protected]

mailto:[email protected]

iii

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por el señor Néstor Fernando

Gualacata Cachimuel, para optar el Título de Ingeniero de Petróleos; cuyo tema es: “ANÁLISIS

DE TENDENCIAS HISTÓRICAS DE LOS PATRONES DE COMPORTAMIENTO EN

EQUIPOS ELECTROSUMERGIBLES PARA EL MONITOREO DE POZOS EN EL

CAMPO PALO AZUL, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DEL SOFTWARE LOWIS”,

considerando que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la

evaluación y presentación pública por parte del Tribunal examinador que se designe.

En la ciudad de Quito a los 16 días del mes de Febrero del 2020.

Firma

Rony Mauricio Parra Jácome

TUTOR

C.I:1803737 350

iv

DECLARATORIA DE ORIGINALIDAD

Los abajo firmantes declaramos que el presente Trabajo de Titulación para optar al título de

Ingeniero de Petróleos de la Facultad de Ingeniería de Geología, Minas, Petróleos y Ambiental de

la Universidad Central del Ecuador denominado “ANÁLISIS DE TENDENCIAS HISTÓRICAS

DE LOS PATRONES DE COMPORTAMIENTO EN EQUIPOS ELECTROSUMERGIBLES

PARA EL MONITOREO DE POZOS EN EL CAMPO PALO AZUL, MEDIANTE LA

UTILIZACIÓN DEL SOFTWARE LOWIS “es original y no ha sido realizado con anterioridad o

empleado para el otorgamiento de calificación alguna, ni de título o grado diferente al actual. El

presente trabajo es el resultado de las investigaciones del autor, excepto de donde se indiquen las

fuentes de información consultadas.

Firma Firma

Néstor Fernando Gualacata Cachimuel Rony Mauricio Parra Jácome

C.I: 1004044788 C.I: 1803737350

TUTOR

v

DEDICATORIA

Con un profundo sentimiento de felicidad, este trabajo dedico a mis padres, Alberto

Gualacata y Anaquilita Cachimuel, quienes se esforzaron inmensamente para brindar todo el

apoyo incondicional pese a los desaciertos que se presentaron durante mi etapa educativa, todo

ese tiempo estuvieron guiándome día tras día con cada gesto de cariño para dar razón a mi vida

y poder alcanzar la meta.

A mis dos motivadores y criticadores (María y Samir) los que están conmigo dándome todo el

aprecio y fuerza de caliento para culminar mi proyecto y ser un buen profesional.

A mis hermanos (Paul, Luz y Karen) y toda mi familia quienes siempre estuvieron pendientes de

todo lo necesarias que complementaran en mis estudios, siempre forjándome con sus consejos y

principios esenciales en el crecimiento personal.

Néstor G.

vi

AGRADECIMIENTO

A la empresa Petroamazonas E.P en especial al activo Palo Azul por brindarme todo el

apoyo y la colaboración para que este trabajo se desarrollara de la mejor manera y culminar

con la realización del proyecto de titulación.

A los ingenieros del activo Palo Azul, Ricardo M., Diego M., Pablo P., Gloria O. y Juan M.,

por brindar su amistad y su voluntad de guiar con su sabiduría en el desarrollo del proyecto.

A mis tutores, Rony P. y Diego M., por compartir su tiempo y conocimiento, brindándome

todo el apoyo necesario para que el proyecto tenga éxito.

Néstor G.

vii

TABLA DE CONTENIDOS

DERECHOS DE AUTOR .......................................................................................................... ii

APROBACIÓN DEL TUTOR .................................................................................................. iii

DECLARATORIA DE ORIGINALIDAD ............................................................................... iv

DEDICATORIA ........................................................................................................................ v

AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... vi

TABLA DE CONTENIDOS .................................................................................................... vii

LISTA DE TABLAS ............................................................................................................... xiii

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. xiv

LISTA DE ANEXOS .............................................................................................................. xvi

RESUMEN ............................................................................................................................. xvii

ABSTRAC ............................................................................................................................ xviii

ABREVIATURA Y SIGNIFICADO ...................................................................................... xix

CAPÍTULO I .............................................................................................................................. 1

GENERALIDADES .................................................................................................................. 1

1.1. Introducción .................................................................................................................... 1

1.2. Planteamiento del problema ............................................................................................ 2

1.3. Objetivos ......................................................................................................................... 2

1.3.1. Objetivo general ....................................................................................................... 2

1.3.2. Objetivos específicos ............................................................................................... 2

1.4. Justificación e Importancia ............................................................................................. 3

1.5. Entorno del estudio ......................................................................................................... 3

1.5.1. Marco Institucional .................................................................................................. 3

viii

1.5.2. Marco Ético .............................................................................................................. 3

1.5.3. Marco Legal ............................................................................................................. 4

CAPÍTULO II ............................................................................................................................ 4

MARCO TEORICO ................................................................................................................... 4

2.1. Descripción del área de estudio ....................................................................................... 4

2.1.1. Reseña Histórica ....................................................................................................... 4

2.1.2. Ubicación Geográfica ............................................................................................... 5

2.1.3. Mapa estructural de la arena Hollín en el campo Palo Azul .................................... 6

2.1.4. Estratigrafía .............................................................................................................. 6

2.1.5. Principales arenas productoras en el campo Palo Azul ............................................ 8

2.1.5.1. Formación Hollín .............................................................................................. 8

2.1.5.2. Formación Napo ................................................................................................ 8

2.1.5.2. Formación Basal Tena ....................................................................................... 9

2.1.6. Descripción de las propiedades del campo Palo Azul ............................................. 9

2.1.6.1. Propiedades de roca del yacimiento en el campo Palo Azul ............................. 9

2.1.6.2. Propiedades del fluido en el campo Palo Azul ................................................ 10

2.1.6.3. Propiedades del reservorio en el Campo Palo Azul ........................................ 10

2.2. Métodos de levantamiento artificial por bombeo electrosumergible ............................ 11

2.2.1. Pozos con levantamiento de artificial por BES en el campo Palo Azul ................. 11

2.2.2. Sistema de Bombeo Electrosumergible ................................................................. 12

2.2.2.1. Aplicaciones de sistema ESP .......................................................................... 13

2.2.2.2. Ventajas del bombeo electrosumergible ......................................................... 14

2.2.2.3. Desventajas de equipos electrosumergibles .................................................... 14

ix

2.2.2.4. Componentes del sistema de bombeo electrosumergible en la superficie. ..... 15

2.2.2.4.1 Transformador ........................................................................................... 15

2.2.2.4.2. Variador de frecuencia ............................................................................. 15

2.2.2.4.3. Caja de conexión o de venteo ................................................................... 15

2.2.2.4.4. Cabezal de pozo ....................................................................................... 16

2.2.2.5. Componentes del sistema de bombeo electrosumergible en el subsuelo ........ 16

2.2.2.5.1. Sensor de fondo ........................................................................................ 16

2.2.2.5.2. Motor Electrosumergible ......................................................................... 17

2.2.2.5.3. Cable de potencia ..................................................................................... 20

2.2.2.5.4. Sección sellante/ protector ....................................................................... 20

2.2.2.5.5. Separador de gas ...................................................................................... 21

2.2.2.5.6. Bomba Electrosumergible ........................................................................ 22

2.3. Pulling del sistema de bombeo electrosumergible. ....................................................... 25

2.3.1. Causas por las que se procede un pulling en bombeo electrosumergible. ............. 26

2.3.1.1. Fallas Mecánicas ............................................................................................. 26

2.3.1.2. Fallas Eléctricas .............................................................................................. 27

2.3.1.3. Fallas de formación ......................................................................................... 27

2.3.2. Predicción de fallas en un sistema BES en el campo Palo Azul ............................ 30

2.3.3. Prueba de campo para confirmar casos de respuesta similares. ............................. 33

2.4. Software Lowis para monitoreo en tiempo real ............................................................ 34

2.4.1. Función ................................................................................................................... 35

2.4.2. Sistemas de monitoreo en tiempo real de equipos BES ......................................... 36

2.4.3. Parámetros que se debe monitorear en el software Lowis ..................................... 37

x

2.4.3.1. La presión de admisión de la bomba (PIP) ..................................................... 37

2.4.3.2. La presión de descarga de la bomba (PDP) .................................................... 38

2.4.3.3. El diferencial de presión de la bomba (dP) ..................................................... 38

2.4.3.4. La temperatura del motor (Tm) ....................................................................... 39

2.4.3.5. La temperatura de admisión de la bomba (Ti) ................................................ 39

2.4.3.6. La vibración (Vib) ........................................................................................... 39

2.4.4. Habilitación y configuración de alarma en el software Lowis ............................... 40

2.4.4.1. Configuración de alarmas en el sistema LOWIS ............................................ 41

2.5. Modelos aplicados para el análisis de datos .................................................................. 44

2.5.1. Modelo Matemático ............................................................................................... 45

2.5.2. Modelo basado en análisis de datos ....................................................................... 45

2.5.3. Modelo basado en conocimiento ............................................................................ 45

CAPÍTULO III. ........................................................................................................................ 47

DISEÑO METODOLÓGICO .................................................................................................. 47

3.1. Tipo de estudio .............................................................................................................. 47

3.2. Universo y muestra ....................................................................................................... 47

3.3. Instrumento de recopilación de información y datos .................................................... 47

3.4. Procesamiento y análisis de información ...................................................................... 48

3.5. Flujo de trabajo para la selección de pozos ................................................................... 49

CAPÍTULO IV. ........................................................................................................................ 50

IDENTIFICACIÓN DE CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PARÁMETROS DE

MONITOREO............................................................................................................................... 50

4.1. Evaluación de fallas en los equipos electrosumergibles después del workover ........... 53

xi

4.1.1. Descripción del comportamiento de las líneas de tendencia antes de una parada del

pozo. .................................................................................................................... 55

4.1.1.1. Caso 1: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando existe hueco en

tubería. .............................................................................................................................. 56

4.1.1.2. Caso 2: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando existe el eje roto.

........................................................................................................................................... 59

4.1.1.3. Caso 3: Comportamiento las líneas de tendencia ante el atascamiento de la

bomba y desbalance de fases. ........................................................................................... 62

4.2. Programación de alertas para reconocimiento de otras fallas en los equipos BES en el

campo Palo Azul. ............................................................................................................ 65

4.2.1. Condicionantes establecidas para las alarmas en cada uno de los eventos ............ 65

4.2.1.1. Condición 1: Perforation Lock (Bloqueo de los perforados) .......................... 65

4.2.1.2. Condición 2: Gas lock discrete (Bloqueo del flujo debido al gas) .................. 66

4.2.1.3. Condición 3: Fast draw down (Reducción rápida del nivel de liquido) .......... 67

4.2.1.4. Condición 4: OL shutdown waring (OL Advertencia de apagado) ................ 68

4.2.1.5. Condición 5: Pump intake plug (Bloqueo de la succión de la bomba) ........... 69

4.3. Restricción de comportamiento de los parámetros para el control de alarmas. ............ 71

4.3.1. Ejemplo de aplicación en pozos con taponamiento de Intake ................................ 72

4.3.1.1. Alarmas tempranas registradas en el software ................................................ 74

4.3.1.2. Análisis de eficiencia de la bomba través de comportamiento de las curvas .. 75

4.3.2. Ejemplo de aplicación en pozos con migración de finos ....................................... 76


xii

4.3.2.2. Análisis de eficiencia a través de comportamiento de las curvas en los equipos

BES. .................................................................................................................................. 78

4.3.3. Ejemplo de aplicación en pozos con presencia de gas ........................................... 79


4.3.3.2. Análisis de eficiencia a través de comportamiento de las curvas en los equipos

BES. .................................................................................................................................. 83

CAPÍTULO V .......................................................................................................................... 84

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................... 84

Conclusiones ........................................................................................................................ 84

Recomendaciones ................................................................................................................. 86

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 87

ANEXOS .................................................................................................................................. 89

xiii

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Descripción de las zonas principales de la Formación Hollín ......................................... 8

Tabla 2: Propiedades de la roca en el yacimiento del campo Palo Azul ....................................... 9

Tabla 3: Propiedades del fluido del campo Palo Azul. ................................................................ 10

Tabla 4: Presiones de los reservorios en el campo Palo Azul ..................................................... 10

Tabla 5: Pozos produciendo con levantamiento BES en Noviembre 2019 ................................. 11

Tabla 6: Principales presentados en los equipos en el campo Palo Azul. ................................... 30

Tabla 7: Parámetros de comportamiento en los diferentes eventos ............................................. 33

Tabla 8: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta hueco en tubería ........ 57

Tabla 9: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta ruptura de eje. ........... 59

Tabla 10: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta problemas por

atascamiento de la bomba un bloqueo en la entrada de la bomba. ....................................... 62

Tabla 11: Patrones de comportamiento establecidos para cada uno de los pozos en el campo Palo

Azul. ...................................................................................................................................... 70

Tabla 12: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando existe taponamiento

del intake ............................................................................................................................... 72

Tabla 13: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando existe migración de

finos....................................................................................................................................... 76

Tabla 14: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando se existe presencia de

gas ......................................................................................................................................... 80

xiv

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Locación del campo Palo Azul ...................................................................................... 5

Figura 2: Ubicación geográfica del campo Palo Azul ................................................................... 5

Figura 3: Mapa estructura de Hollín principal ............................................................................... 6

Figura 4: Columna estratigráfica de campo Palo Azul .................................................................. 7

Figura 5: Componentes principales del Equipo de Bombeo Electrosumergible (BES) .............. 13

Figura 6: Cabezal del pozo utilizados para pozos con sistema BES ........................................... 16

Figura 7: Sensor de fondo instalados en equipos de BES ........................................................... 17

Figura 8: Componentes del motor en equipos electrosumergibles .............................................. 19

Figura 9: Tipos de cables del sistema de bombeo electrosumergible. ......................................... 20

Figura 10: Protector/sello en equipos electrosumergibles ........................................................... 21

Figura 11: Componentes de un separador de gas en equipos electrosumergibles. ...................... 22

Figura 12: Elementos principales de una bomba electrosumergible ........................................... 23

Figura 13: Comportamiento tipo de una bomba electrosumergible ............................................ 24

Figura 14: Procedimiento de mejora continúa mediante la herramienta Lowis. ......................... 35

Figura 15: Ventana principal de grupo de trabajo en el sistema Lowis ...................................... 36

Figura 16: Comportamiento de los parámetros (PIP, PDP, TM, TI, AMP y HZ) en el sistema lowis

para el pozo PLAA-030. ....................................................................................................... 37

Figura 17: Limitación de alarmas en el sistema Lowis ............................................................... 41

Figura 18: Casillas de edición de alarmas en el sistema Lowis................................................... 42

Figura 19: Procedimiento de edision de alarmas para cada uno de los pozos en el sistema Lowis

............................................................................................................................................... 43

Figura 20: Alarmas activadas de los diferentes paràmetros ........................................................ 44

xv

Figura 21: Comportamiento normal de los parámetros de fondo cuando no registra alteración en

las líneas de tendencia. .......................................................................................................... 51

Figura 22: Comportamiento alterado de las curvas de tendencia en cada uno de los parámetros52

Figura 23: Estadística de fallas campo Palo Azul. ...................................................................... 54

Figura 24: Problemas identificados después de la intervención de los equipos BES en el campo

Palo Azul. .............................................................................................................................. 55

Figura 25: Comportamiento típico de las curvas de tendencia cuando existe hueco en tubería. 58

Figura 26: Comportamiento típico de las curvas de tendencia ante una ruptura de eje .............. 61

Figura 27: Comportamiento típico de las curvas de tendencia cuando hay atascamiento de la

bomba. ................................................................................................................................... 64

Figura 28: Patrones de comportamiento en el campo Palo Azul. ................................................ 71

Figura 29: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAN-029H en el campo Palo

Azul. ...................................................................................................................................... 73

Figura 30: Comportamiento de las curvas de eficiencia de la bomba en el pozo PLAN-029H .. 75

Figura 31: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAC-039H en el campo Palo

Azul ....................................................................................................................................... 77

Figura 32: Comportamiento de las curvas de eficiencia de la bomba en el pozo PLAC-39H .... 79

Figura 33: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAC-017H en el campo Palo

Azul ....................................................................................................................................... 81

Figura 34: Curva de eficiencia de la bomba para el pozo PLAA-030BT en el campo Palo Azul.

............................................................................................................................................... 84

xvi

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1: Diagrama mecánico PLAN-029 ................................................................................... 89

Anexo 2: Diagrama mecánico PLAC-039 .................................................................................... 90

Anexo 3: Diagrama mecánico PLAC-017 .................................................................................... 91

Anexo 4: Tabla de eventos suscitados en el campo Palo Azul ..................................................... 92

Anexo 5: Tabla de matriz de los diferentes patrones ................................................................... 92

Anexo 6. Trabajos de workover realizados en el año 2018-2019 ................................................. 93

Anexo 7: Alarmas establecidas en el software ............................................................................. 94

Anexo 8: Sello caolinitico presente en el campo Palo Azul ......................................................... 99

Anexo 9: Equipos de fondo en el campo Palo Azul ................................................................... 100

xvii

TEMA: Análisis de tendencias históricas de los patrones de comportamiento en equipos

electrosumergibles para el monitoreo de pozos en el campo Palo Azul, mediante la utilización del

software Lowis

Autor: Néstor Fernando Gualacata Cachimuel

Tutor: Rony Mauricio Parra Jácome

RESUMEN

El presente estudio realiza un procedimiento de análisis al comportamiento de las líneas

tendencia con la ayuda del software Lowis y la herramienta Microsoft Excel, en el desarrollo de

este análisis se genera indicadores que ayudaran a monitorear el comportamiento en tiempo real

sobre los eventos a ocurrir en cada uno de los pozos.

El campo Palo Azul cuenta con un total de 60 pozos perforados de los cuales 39 pozos están en

producción; y los otros pozos restantes se encuentran apagados por diferentes razones, se

seleccionó 31 pozos para el estudio, debido a la facilidad de la información. La producción

registrada era de 7146 BPPD con un promedio de 25,1° API, los pozos en producción cuentan con

el sistema de levantamiento artificial por bombeo electrosumergible, estos equipos sufren

afectaciones constantes, y se tienen que realizar proceso de workover, por ello se analizó el

comportamiento de cada uno los parámetros registrados desde el sensor de fondo antes y durante

de cada evento.

El estudio se realizó en tres escenarios; primero, una clasificación de las fallas por cada parada

de pozo ocurrida en el año 2019 y el análisis al comportamiento anormal de las líneas de tendencia

de cada uno de los parámetros antes de que se genere la falla, segundo, una programación para

reconocimiento de problemas adicionales mediante restricción de número de alteraciones en las

líneas de tendencia y por último, se establece rangos de comportamiento a cada uno de los

parámetros para el monitoreo en tiempo real, habilitando alarmas desde software cuando exista

una alteración anormal que exceden de los rangos establecidos.

PALABRAS CLAVE: CAMPO PALO AZUL, SOFTWARE LOWIS, PULLING DEL BES,

PARÁMETROS DE COMPORTAMIENTO.

xviii

TOPIC: Analysis of historical trends of behavior patterns in electro-submersible equipment for

monitoring wells in the Palo Azul field, through the use of Lowis software

Author: Néstor Fernando Gualacata Cachimuel

Tutor: Ing. Ron Mauricio Parra Jácome

ABSTRAC

The present study performs an analysis procedure to the behavior of the trend lines with the

help of Lowis software and the Microsoft Excel tool, in the development of this analysis indicators

are generated that will help to monitor the behavior in real time about the events to occur in Each

of the wells.

The Palo Azul field has a total of 60 drilled wells of which 39 wells are in production; and the

other remaining wells are turned off for different reasons, 31 wells were selected for the study, due

to the ease of the information. The registered production was 7146 BPPD with an average of 25.1

° API, the wells in production have the system of artificial lifting by submersible pumping, these

teams suffer constant effects, and they have to perform workover process, so it analyzed the

behavior of each one of the parameters recorded from the background sensor before and during

each event.

The study was conducted in three scenarios; first, a classification of the failures for each well

stop in the year 2019 and the analysis of the abnormal behavior of the trend lines of each of the

parameters before the failure is generated, second, a programming for problem recognition

additional by restricting the number of alterations in the trend lines and finally, behavior ranges

are established for each of the parameters for real-time monitoring, enabling alarms from software

when there is an abnormal alteration that exceeds the established ranges.

KEYWORDS: PALO AZUL FIELD, LOWIS SOFTWARE, BES PULLING, BEHAVIOR

PARAMETERS.

xix

ABREVIATURA Y SIGNIFICADO

Siglas Significado

API Gravedad específica en grados API

BES Bombeo electrosumergible

PIP Presión de succión de bomba – Pump Intake Pressure

PDP Presión de descarga de bomba – Pump Discharge Pressure

TM Temperatura del motor

TI Temperatura de intake

AMP Carga/Corriente de motor

BFPD Barriles de fluido por día

BPPD/BOPD Barriles de petróleo por día - Barrels of Oil Per Day

WHP Presión en cabeza de pozo – Well Head Pressure

WO Intervención de pozo/reacondicionamiento – Workover

ΔP Diferencial de presión

HZ Frecuencia

Q Caudal

VIB Vibración

S.G Peso específico del fluido

PVT Presión, Volumen, Temperatura

1

Tema: “Análisis de tendencias históricas de los patrones de comportamiento en equipos

electrosumergibles para el monitoreo de pozos en el campo Palo Azul, mediante la utilización del

software Lowis”

Estudio: Ingeniería de producción, ingeniería de levantamiento artificial

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.1. Introducción

El presente estudio técnico consiste en analizar los diferentes patrones de tendencia en los

equipos electrosumergibles, esto ayudará a verificar su comportamiento durante la producción en

tiempo real mediante el uso del software Lowis, este programa considera el historial de la misma

dentro del periodo de un año.

Actualmente en el campo Palo Azul se encuentran perforados un total de 60 pozos de los

cuales 39 pozos están en producción; 1 pozo esperando workover; 11 pozos cerrados; 5

reinyectores de agua y 4 pozos abandonados. La producción registrada al 31 de diciembre del 2018

fue de 7146 BPPD con un promedio de 25,1° API. (Petroamazonas E.P, 2018)

El tipo de levantamiento artificial está dado por bombeo electrosumergible (BES), lo cual

permite monitorear el estado del pozo de acuerdo con los parámetros que se registran desde los

sensores de fondo durante la vida de producción de los mismos, sin embargo la mayoría de los

BES no tienen sensores instalados o con el pasar del tiempo se producen fallas de comunicación

lo cual denota en varios problemas en la operación que se mostrarán a detalle en el transcurso del

trabajo.

2

1.2. Planteamiento del problema

En el campo Palo Azul los pozos cuentan con levantamiento artificial tipo BES el cual está

incorporado al software Lowis que monitorea y registra todos los comportamientos de los

parámetros en tiempo real, dichos eventos forman líneas de tendencias que varían en el tiempo,

afectando el estado de los equipos de fondo, lo cual conlleva a la intervención de los pozos en

donde las empresas tienen que realizar una mayor inversión para poder establecer la adecuada

producción del campo.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Analizar las tendencias históricas de los patrones de comportamiento en equipos

electrosumergibles para el monitoreo de pozos en el campo Palo Azul, mediante la

utilización del software Lowis.

1.3.2. Objetivos específicos

Realizar una clasificación de las condiciones y eventos que causaron un inadecuado

funcionamiento en los equipos electrosumergibles, usando datos históricos de

intervenciones de pozos del año 2019.

Analizar el comportamiento anormal de los parámetros de fondo, que ocasionaron fallas

en los equipos BES, con la finalidad de identificar posibles eventos en otros pozos

durante el monitoreo de las líneas de tendencia.

Realizar la programación de alertas tempranas a partir de Lowis donde muestre los

principales problemas que podrían ocurrir cuando excede un valor determinado en

función de cada condición establecida como propuesta para alarmas inteligentes.

3

Delimitar rangos al comportamiento de las líneas de tendencia, para el control y

monitoreo del funcionamiento del equipo BES, mediante alarmas preventivas en tiempo

real configuradas en el software Lowis.

1.4. Justificación e Importancia

El presente estudio busca optimizar la producción mediante un monitoreo permanente de

información sobre las condiciones actuales de los pozos a través del uso del programa Lowis, una

vez establecido los parámetros de comportamiento de cada línea de tendencia. Los parámetros se

utilizarán para comprender mejor y predecir la forma más eficiente de producción y tomar las

mejores decisiones sobre futuras complicaciones.

La importancia de realizar el mencionado trabajo en los pozos a seleccionar radica en

identificar las tendencias de los parámetros de comportamiento y así mejorar la producción del

pozo con el monitoreo continuo de los equipos electrosumergibles en el campo Palo Azul.

1.5. Entorno del estudio

El presente estudio técnico se realizó en el siguiente contexto.

1.5.1. Marco Institucional

El siguiente estudio técnico será utilizado para obtener el Título de Ingeniero de Petróleos en la

Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental de la Universidad Central del

Ecuador. Además, se realizará con el apoyo y la información de las diferentes áreas de la Empresa

Pública Petroamazonas E.P y en especial al Activo Palo Azul.

1.5.2. Marco Ético

La información entregada por la Empresa Pública Petroamazonas E.P será de total

confidencialidad, la misma no sufrirá ninguna alteración para la elaboración del estudio. Además,

4

la confiabilidad de los resultados obtenidos se entregará a la empresa, haciendo uso de referencias

bibliográficas y el uso de las licencias de los programas que utiliza la empresa.

1.5.3. Marco Legal

El presente estudio técnico se realizó bajo la normativa vigente relacionado a los procesos de

titulación, mencionando los principales se tiene:

Art. 350 de la Constitución de la República del Ecuador.

Art. 123 y 144 de la ley Orgánica de Educación Superior.

Art. 37 Reglamento de régimen Académico del Sistema Nacional de Educación

Superior.

Art. 212 del Estatuto Universitario de la Universidad Central del Ecuador

Guía de Procedimientos para Elaboración de Estudios Técnicos de la Unidad Titulación

CAPÍTULO II

MARCO TEORICO

2.1. Descripción del área de estudio

2.1.1. Reseña Histórica

El campo Palo Azul fue descubierto mediante la perforación del primer pozo “PALO AZUL-

01” en enero de 1999 encontrando a Basal Tena y Hollín como arenas productoras y

posteriormente en marzo del 2000 fue perforado el pozo “PALO AZUL-02” para poder verificar

la continuidad del reservorio Hollín y dar comienzo a la producción en octubre del 2001. Este

campo a los comienzos fue operado por Petrobras y actualmente está a cargo de la empresa

Petroamazonas E.P. (Petroamazonas E.P, 2018).

5

Figura 1: Locación del campo Palo Azul

Fuente: Petroamazonas E.P

2.1.2. Ubicación Geográfica

El Campo Palo Azul se encuentra ubicado en la Provincia Francisco de Orellana de la Región

Amazónica del Ecuador, limitado al Norte por el campo Lago Agrio, al Sur por el campo Pucuna,

al Este con el campo Eno y al Oeste con el eje axial de la subcuenca cretácica Napo.

(Petroamazonas E.P, 2018)

Figura 2: Ubicación geográfica del campo Palo Azul

Fuente:(Baby, Rivedeneira, & Barragan, 2014)

6

2.1.3. Mapa estructural de la arena Hollín en el campo Palo Azul

El principal yacimiento es el reservorio Hollín que se caracteriza por ser un entrampamiento

estructural representado por un anticlinal asimétrico. En la Figura 3 se presenta el mapa estructural

al tope de Hollín principal, como el yacimiento más representativo del campo Palo Azul.

Figura 3: Mapa estructura de Hollín principal

Fuente: (Petroamazonas E.P, 2018)

2.1.4. Estratigrafía

El campo Palo Azul tiene dos formaciones productoras principales: Napo y Hollín. La

formación Napo está compuesta en su mayoría por intercalaciones de arenisca, lutita y caliza, se

7

divide en Napo Superior, Napo Medio, Napo Inferior y Napo Basal. La formación Hollín,

constituye la principal formación productora, se divide en dos horizontes, Superior e Inferior, y

está compuesta por Arenisca en su totalidad.

En la siguiente figura se puede observar una columna estratigráfica generalizada de la

Cuenca Oriente con sus respetivas formaciones, y el campo Palo Azul se encuentra entre la zona

Subandina y sacha-shushufindi.

Figura 4: Columna estratigráfica de campo Palo Azul

Fuente:(Baby et al., 2014)

La lito-estratigrafía del campo Palo Azul se presenta a continuación mediante la siguiente

descripción litológica.

8

2.1.5. Principales arenas productoras en el campo Palo Azul

Las arenas productoras en el campo Palo Azul son consideradas la arena Hollín, arena Napo

y la arena Basal Tena.

2.1.5.1. Formación Hollín

La Formación Hollín, principal reservorio en el área del campo Palo Azul, se la ha dividido

en cuatro zonas de acuerdo a sus características litológicas y ambientales las cuales se observan en

la Tabla 1.

Tabla 1: Descripción de las zonas principales de la Formación Hollín

ZONAS CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS

Zona 1 Representa un facie de mar abierto, caracterizada por margas bioturbadas, calizas,

lutitas y depósitos calcáreos.

Zona 2

Caracterizados por abundante glauconita y de fauna marina. Esta zona está constituida

por areniscas cuarzosas finas a muy finas, bioturbadas y cementadas con abundante

glauconita y bioclástos como componente secundario.

Zona 3 Se caracteriza por presentar sucesiones constituidas en mayor porcentaje, por niveles

de areniscas limpias, con finas intercalaciones de niveles limolíticos y lutíticos

Zona 4 Representada por depósitos fluviales, tales como: arcillas de planicies costeras, barras

de canales mehandricos, planicies de inundación y depósitos fluviales entrenzados

Fuente: Informe final de reservas y recursos Activo Palo Azul (Petroamazonas E.P, 2018)

2.1.5.2. Formación Napo

Las arenas U y T de la formación Napo presentan un deposito tipo estuario dominado por

mareas con cuerpos arenosos de barras de marea y de canal, las cuales se desarrollaron de mejor

manera en la parte Este de la Cuenca y pierden continuidad lateral hacia el Oeste debido estar

localizados en la parte más distal del estuario. (Petroamazonas E.P, 2018)

9

2.1.5.2. Formación Basal Tena

La arena Basal Tena representa un depósito tipo estuario dominado por mareas más

proximales y de mayor energía se caracteriza por presencia de arenas de grano medio a fino,

cuarzosa, ocasionalmente matriz argilítica, cemento calcáreo, con trazas de glauconita y pequeñas

intercalaciones lutíticas. (Petroamazonas E.P, 2018)

2.1.6. Descripción de las propiedades del campo Palo Azul

En la actualidad el campo Palo Azul se encuentra con una producción neta de 45,158.099

BFPD con un BSW de 89 % teniendo como producción de 4,957.520 BPPD y 40,200.579 BAPD

manteniendo una tasa de declinación de 17 % con unas reservas totales de 20.046.560 barriles.

(Petroamazonas E.P, 2018)

2.1.6.1. Propiedades de roca del yacimiento en el campo Palo Azul

El siguiente cuadro describe las principales características de la roca del yacimiento en el

Campo Palo Azul, siendo las más representantes las arenas de Basal Tena y Hollín.

Tabla 2: Propiedades de la roca en el yacimiento del campo Palo Azul

Propiedades de la roca del yacimiento en el campo Palo Azul

Campo Reservorio Porosidad Permeabilidad (md)

Palo Azul

Basal Tena 14,6 500

Napo U 12,8 25

Napo T 13,9 16,5

Hollín Superior 13 80

Hollín Inferior 14,5 420

Hollín 13,7 250


10

2.1.6.2. Propiedades del fluido en el campo Palo Azul

Las propiedades del fluido son descritas para cada uno de las arenas presentes en el campo

Palo Azul, dentro del rango del grado API (Instituto Americano del Petróleo) es considerada como

un petróleo mediano. (Armijos & Paccha, 2013)

Tabla 3: Propiedades del fluido del campo Palo Azul.

Propiedades del fluido del Campo Palo Azul

Campo Reservorio °API

Factor

Volumétrico

Inicial, Boi

Saturación

de agua Salinidad

Viscosidad

petróleo a

Pi

Palo

Azul

Basal Tena 20,1 1,145 25,8 24400 8,3

Napo U 30,7 1,265 31,7 20000 1,16

Napo T 27,7 1,431 30,4 15000 0,57

Hollín

Superior 26,5 1,178 22,4 4500 1,45

Hollín Inferior 26,5 1,178 30,3 4500 1,45

Hollín 26,5 1,178 26,3 4500 1,45


2.1.6.3. Propiedades del reservorio en el Campo Palo Azul

Una de las propiedades importantes en un yacimiento es la presión del reservorio, esta varía

según la profundidad en la cual se encuentran las arenas, en el campo Palo Azul existen tres

reservorios que al principio tenían valores significativos y con el pasar del tiempo se fueron

decayendo según la producción, los valores se observa en la Tabla 4.

Tabla 4: Presiones de los reservorios en el campo Palo Azul

Presiones del Reservorio

Campo Reservorio Presión Inicial (Psi) Presión Actual (Psi) Presión de Burbuja (Psi)

Palo

Azul

Basal Tena 3700 1200 845

Napo U 3870 1500 1327

Napo T 4074 1800 1598

11

Hollín Superior 4340 3800 1256

Hollín Inferior 4340 3800 1256

Hollín 4340 3800 1256


2.2. Métodos de levantamiento artificial por bombeo electrosumergible

El sistema de levantamiento artificial que se usa en el campo Palo Azul es BES, el cual se

encuentra implementado casi en su totalidad. Una bomba electrosumergible emplean un motor

eléctrico para manejar altas tasas de producción a bajas presiones en el fondo del pozo y bajas

relaciones de gas en solución, dicho sistema cuenta con una bomba centrifuga que a su vez están

conectados a una sección sellante llamado protector.

La razón fundamental para completar un pozo con un sistema BES se debe a que en el

momento de perforar el pozo y tomar los datos necesarios de presiones y demás parámetros,

determinando la caída de presión entre el reservorio y la cavidad del pozo, lo cual no es lo

suficientemente grande para que fluya naturalmente, por ello se opta por este sistema de

levantamiento artificial. (Silva, 2011)

2.2.1. Pozos con levantamiento de artificial por BES en el campo Palo Azul

En el campo Palo Azul los pozos cuentan con un sistema BES para la producción de fluidos,

en los pozos se encuentran instalado los diferentes tipos de bombas como se muestra en la siguiente

Tabla 5.

Tabla 5: Pozos produciendo con levantamiento BES en Noviembre 2019

POZOS PRODUCIENDO CON LEVANTAMIENTO BES

POZO TIPO DE BOMBA ETPS HP AMP VOLT

PLAA-016H HAL3000 267 216 55,5 2490

PLAA-030BT P3P 520 135 50 1715

PLAB-002H WD 3000 384 287 92,6 1860

PLAB-003H P35 312 432 90 3080

PLAB-009H NH(2500-3100)H 126 310 39,9 3760

12

PLAB-010S1H FLEX 10 357 168 41 2590

PLAB-036HS1H HAL5800 213 540 102,5 3190

PLAC-004H HAL 1500 158 180 43 2550

PLAC-013S1H FLEX 17.5 402 270 50 3550

PLAC-017H NH(1800-2300)H 226 235 28,3 3950

PLAC-039H HAL 5500 177 720 102,5 4250

PLAC-040H D1150N + D1050N 300 180 46,6 2520

PLAC-046H WE 5500 136 391 92,6 2533

PLAD-012H SN2600 153 252 50,9 2682

PLAD-023H HAL 1500 158 270 102,5 1595

PLAD-024H SN2600 202 338 88,1 2324

PLAD-028HH FLEX 17.5 402 216 90 1540

PLAD-032H WD3000 384 120 46 1625

PLAD-033HH HALL 5500 134 450 102,5 2655

PLAD-034HH HAL538 5500 134 450 73,5 3720

PLAD-042AH HAL 3000 444 240 57 2550

PLAN-029H HALL-SF-900 372 168 41,9 2837

PLAN-049HS1H HAL 675 343 150 39,5 2305

PLAN-051HBT HAL 675 280 144 38,5 2389

PLAN-052R1H HAL 850A 334 120 35 2245

PLAN-053R1BT H1250 316 216 55,5 2490

PLAN-054H HALL400 289 180 85 1275

PLAN-057BT HAL 400 320 144 38,5 2389

PLAN-058H H1250 316 144 38,5 2389

PLAN-059H HALL650 216 216 55,5 2490 Fuente: Reporte producción Petroamazonas 2019

2.2.2. Sistema de Bombeo Electrosumergible

El sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) es un método de levantamiento altamente

eficiente y económica para la producción de crudos livianos, medianos y pesados aplicando algún

mejoramiento de crudo; sin embargo, es uno de los métodos de extracción de crudo que exige

mayor requerimiento de supervisión, análisis y control, a fin de garantizar el adecuado

comportamiento del sistema. (Silva, 2011)

Para el buen funcionamiento del equipo BES es necesaria la instalación típica de fondo, la

cual consiste de un motor trifásico, una sección de protectores, una bomba centrifuga multietapa,

un cable de extensión al motor, un cable de potencia, válvulas de drenaje y una válvula de

13

retención. Mientras en la superficie consta de tres transformadores monofásicos, o un

transformador trifásico, un panel de control, una caja de venteo y un cabezal en la boca del hueco

que se empaqueta a un segmento del pozo en la cual se cuelga toda la instalación de herramientas

de fondo. (Macas, 2017)

Figura 5: Componentes principales del Equipo de Bombeo Electrosumergible (BES)

Fuente: (Artificial, 2016)

2.2.2.1. Aplicaciones de sistema ESP

La aplicación del sistema artificial de bombeo electrosumergible requiere del conocimiento así

como de comprensión de la parte eléctrica y electrónica, con la finalidad de analizarlo y enfocarlo

como un sistema integral en donde todos los parámetros del yacimiento-pozo-equipo BES de

fondo-equipo BES de superficie están íntimamente relacionados y correlacionados. (Silva, 2011)

14

2.2.2.2. Ventajas del bombeo electrosumergible

BES es un método flexible para producir altos volúmenes de líquidos aproximados de

30,000 bpd desde profundidades pequeños como 1,000 pies.

Puede manejar producciones altas y grandes cortes de agua

Es aplicable en pozos desviados y horizontales sin ningún problema.

La eficiencia energética es relativamente alta (alrededor del 50%) para sistemas que

producen más de 1,000 bpd.

Requiere poco mantenimiento, siempre que la instalación esté diseñada y operada

adecuadamente.

2.2.2.3. Desventajas de equipos electrosumergibles

El costo inicial del sistema es relativamente alto

Requiere una fuente de electricidad estable y confiable

El comportamiento de la bomba es afectado significativamente por el gas libre y después

de ciertos límites puede ocurrir bloqueo por gas.

La profundidad puede ser limitado debido al costo del cable y a la dificultad de instalar

suficiente potencial en el fondo del pozo.

Mayores requerimientos de energía al bombear fluidos de alta viscosidad.

La temperatura alta del pozo es un factor limitante, el equipo estándar está limitado

aproximadamente de 250 oF, y el uso de materiales especiales aumenta el límite de

temperatura a 400 oF.

15

2.2.2.4. Componentes del sistema de bombeo electrosumergible en la superficie.

2.2.2.4.1 Transformador

Los transformadores utilizados en el campo petrolero son unidades auto enfriados llenos con

aceite. Contiene un número sustancial de derivaciones de voltaje secundario que permite una

amplia gama de voltaje de salida con el objetivo de ajustar el voltaje de superficie para tener en

cuenta la caída de voltaje que tendrá el cable hasta llegar a la zona productora del pozo. (Manual

de Lowis Weatherford, 2008)

Los transformadores se utilizan para convertir el voltaje de línea primario al requerimiento

de voltaje del motor, dado que los equipos BES funcionan entre 250 a 4000 voltios

aproximadamente. (Silva, 2011)

2.2.2.4.2. Variador de frecuencia

Es un controlador de motor que permite operar el sistema BES en un rango amplio de

frecuencia en lugar de estar limitado a la frecuencia de línea. Así la tasa de producción, la carga o

ambos se pueden ajustar dependiendo de la aplicación, al variar la velocidad de la bomba, sin

modificaciones en el equipo de fondo. (Jara, 2012)

2.2.2.4.3. Caja de conexión o de venteo

Una caja de conexiones (caja de venteo) realiza tres funciones: Primero, proporciona un

punto para conectar el cable de alimentación del controlador al cable de alimentación del pozo. En

segundo lugar proporciona un conducto a la atmósfera para el gas que podría migrar por el cable

de alimentación sumergible. Finalmente, permite puntos de prueba fácilmente accesibles para

verificaciones eléctricas de equipos de fondo de pozo. (Baker Hughes Centrilift, 2008)

16

2.2.2.4.4. Cabezal de pozo

La cabeza del pozo está diseñado para soporta el peso del equipo subsuelo y ayuda mantiene

la presión anular y del tubing. Provee las facilidades para instalar el cable de potencia con un sello,

que proporciona hermeticidad y control de los fluidos del pozo. Hay varios paquetes disponibles

de los fabricantes de cabezal de pozo, la descarga más alta puede soportar presiones anulares de

hasta 5,000 psi. (Baker Hughes Centrilift, 2008)

Figura 6: Cabezal del pozo utilizados para pozos con sistema BES

Fuente: (Guo, Boyun; Lyons, William; Ghalambor, 2007)

2.2.2.5. Componentes del sistema de bombeo electrosumergible en el subsuelo

2.2.2.5.1. Sensor de fondo

Los sensores de fondo de pozo miden los parámetros del pozo y proporcionan datos críticos

de la bomba para mejorar la eficiencia y confiabilidad del sistema BES así como maximizar las

tasas de producción y la recuperación de reservas. El conjunto de productos de sensores de fondo

de pozo Baker Hughes incluye las líneas Centinel ™ y WellLIFT ™, que cubren una amplia gama

de necesidades de los clientes, desde mediciones básicas de fondo de pozo hasta datos avanzados

17

para maximizar la vida útil de BES y la optimización de la producción. (Baker Hughes Centrilift,

2008)

Figura 7: Sensor de fondo instalados en equipos de BES

Fuente: (Baker Hughes Centrilift, 2008)

2.2.2.5.2. Motor Electrosumergible

El impulsor primario del sistema BES es el motor sumergible, dicho motor es de tipo bipolar,

trifásico, con inducción de jaula de ardilla. Los motores operan en el rango normal de trabajo de

3500 RPM en operación a 60Hz. Están diseñados de acuerdo a los requerimientos de potencia de

cada etapa, así como el gradiente de fluido y la cabeza total dinámica a levantar. (Manual de Lowis

Weatherford, 2008)

La profundidad de colocación se limita normalmente por encima del fluido entrante y en

zonas donde se tenga una sección con desviaciones uniformes y sin alta pata de perro (dogleg).

Cuando se instala frente a las perforaciones, se debe usar la camisa de motor, bajo condiciones

normales de operación, el motor opera aproximadamente a 3500 rpm a 60 Hz, 2915 a 50 Hz.

(Bonilla, 2013)

18

2.2.2.5.2.1. Partes principales de un motor electrosumergible

Rotor: como su nombre lo indica rota y es el que genera los HP del motor. Por ejemplo en

un motor de 180 HP y si el motor consta de 10 rotores, cada uno de ellos está aportando 18 HP.

Estator: Es el bobinado del motor electrosumergible y viene encapsulado, como su nombre

lo indica este permanece estático y está diseñado para trabajar a diferentes temperaturas y para su

aplicación en los pozos BES se debe tener en cuenta varios factores, tales como la temperatura de

fondo del pozo, la posición de sentado, la longitud, entre otros.

Cojinetes del motor: Son elementos estáticos, cuya función principal es fijar y centralizar

el conjunto de rotores. Los cojinetes se encuentran configurados entre rotor y rotor.

Eje: Es un componente interno encargado de hacer girar a todo el sistema, internamente es

hueco para permitir la circulación del aceite dieléctrico a lo largo del motor.

Fallas que se pueden presentar en el eje de una bomba.

Excede el límite de torque de cedencia.

Desgaste de los cojinetes por sólidos abrasivos.

Pérdida de lubricación.

Operaciones de arranque forzado. (Trujillo, 2018)

Zapata del motor: conocida también como cojinete de empuje y su función principal es

soportar la carga axial del conjunto de rotores.

Bloque aislante: Es el componente del motor superior donde se conecta el pot head y el

cable de extensión del motor electrosumergible. La conexión durante la instalación del equipo

BES, es muy delicada debido a que una mala instalación del cable de extensión al igual que alguna

19

migración de alguna suciedad o fluido al motor superior puede ocasionar cortocircuito en el bloque

aislante. (Bonilla, 2013)

Aceite dieléctrico: Provee la lubricación y enfriamiento de los componentes internos del

motor electrosumergible, está diseñado para trabajar a diferentes temperaturas. En toda aplicación

del sistema BES siempre se debe usar aceite nuevo y abierto en el pozo cuando se empiece a

realizar el servicio a los motores, ya que un aceite dieléctrico expuesto a las condiciones

atmosféricas existe un proceso de degradación del aceite dieléctrico, perdiendo sus propiedades

dieléctricas y no es apto para la aplicación en el sistema BES.

Carcaza del motor: Elemento principal del motor, en toda aplicación del sistema BES se

debe tener muy en cuenta las condiciones en que va a operar el equipo de fondo para seleccionar

el tipo de material de la carcasa del motor.

Bujes: Se encuentran localizados entre el eje y el cojinete (rotor-rotor) y es el componente

dinámico que gira junto con el rotor. El material que es elaborado es de menor resistencia que el

cojinete del motor, habitualmente es de bronce. (Bonilla, 2013)

Figura 8: Componentes del motor en equipos electrosumergibles

Fuente: Reda –Schlumberger

20

2.2.2.5.3. Cable de potencia

Es el componente más importantes y sensibles en el sistema de bombeo electrosumergible,

su propósito es transferir la energía eléctrica desde el tablero de control ubicado en la superficie

hacia el motor que está en el fondo del pozo, además trasmite las señales de presión, temperatura,

entre otras, desde un sensor de fondo hacia la superficie (Maroto & Vinlasaca, 2012).

El cable de potencia, se extiende desde la base hasta una determinada altura sobre la descarga

de la bomba aproximadamente unos 6 pies, dependiendo de las condiciones del pozo, se emplean

cables que poseen una cubierta resistente a la acción química del fluido su configuración es plana

o redonda de un material de cobre sólido (Maroto & Vinlasaca, 2012).

Figura 9: Tipos de cables del sistema de bombeo electrosumergible.

Fuente: (Brady, 2004)

2.2.2.5.4. Sección sellante/ protector

El protector o sello es el componente del equipo que típicamente sirve para conectar la parte

superior del motor con la parte inferior de la bomba, su función principal radica en proteger al

motor de la contaminación por los fluidos del pozo, evitando cortocircuitos y quemaduras del

motor después de que esté contaminado con fluidos de pozo. El sello absorbe el empuje axial

21

generado por la bomba, ecualiza la presión entre el pozo y el motor a través del aceite y compensa

la expansión y contracción térmica del aceite del motor.

Para la protección y poder aislar los fluidos del pozo con el aceite del motor existen una serie

de arreglos mecánicos llamados cámaras. Estas cámaras son de dos tipos:

Una cámara de tipo laberinto que consta de varios tubos dispuestos en forma de laberinto

que impide la comunicación entre los fluidos del pozo y el aceite del motor. Este tipo de cámara

es ideal para pozos verticales y cuando la densidad de los fluidos del pozo es más densos que el

aceite del motor. Y la otra cámara de tipo bolsa que se expande y se contrae libremente su función

principal es evitar el contacto físico de los fluidos del pozo con el aceite del motor (Maroto &

Vinlasaca, 2012) .

Figura 10: Protector/sello en equipos electrosumergibles

Fuente: (Maroto & Vinlasaca, 2012)

2.2.2.5.5. Separador de gas

Este dispositivo separa la fase gaseosa de los fluidos provenientes del fondo del pozo y

además actúa como succión, es usada cuando el gas libre causa interferencia con el rendimiento

22

del equipo de potencia. El separador está conectado entre el protector y la bomba, la cual dirige el

gas separado al espacio anular entre la tubería de producción y el revestidor.

Este separador funciona bajo el principio de la separación gravitacional forzando el flujo de

fluido a cambiar de dirección y así permitiendo que el gas se separe del fluido. (Trujillo, 2018)

Figura 11: Componentes de un separador de gas en equipos electrosumergibles.

Fuente: Reda- Schlumberger

2.2.2.5.6. Bomba Electrosumergible

Las bombas sumergibles son bombas del tipo centrífugo de múltiples etapas, cada etapa

consiste de un impulsor rotativo vinculado al eje y un difusor estático vinculado a la carcasa de la

bomba, estas determinan la cantidad de fluido necesaria y la presión para elevar los fluidos a la

superficie, la cantidad de fluido que pasa a través de la bomba puede variar dependiendo de la

presión sostenida en el sistema (Silva, 2011).

23

Figura 12: Elementos principales de una bomba electrosumergible

Fuente: PerfoBlogger

2.2.2.5.6.1. Desgaste de las etapas de la bomba por abrasión o erosión.

La bomba BES es un dispositivo rotativo de alta velocidad compuesta de partes estacionarias

y giratorias la cuales son lubricadas por el fluido bombeado. Sólidos como el sulfuro de hierro, el

carbonato de calcio, la arena, y otros, pueden causar el desgaste de los componentes las bombas

centrífugas. La mayoría de los problemas se generan por la producción de arena (cuarzo, SiO2)

junto con fluidos de pozo.

El efecto de la producción de fluidos con contenido de sólidos, es la eliminación de partículas

de metal de diferentes partes de la bomba BES. La eliminación de las partículas de metal puede

generarse por erosión, que ocurre cuando las partículas sólidas contenidas en el fluido de

producción golpean la superficie metálica; y/o abrasión, que ocurre cuando las partículas sólidas

del fluido se encuentra generando fricción entre dos superficies metálicas, esta última daña

fácilmente las partes móviles de la bomba.(Trujillo, 2018).

24

2.2.2.5.6.2. Desgaste en las etapas debido su operación fuera de rango óptimo

Para poder explicar cómo la operación fuera de rango determina la falla de una bomba

eléctrica sumergible, se deben explicar que son las curvas características de una bomba y el efecto

de las fuerzas axiales que se ejercen sobre la bomba durante la operación del equipo BES.

2.2.2.5.6.3. Curvas de rendimiento de la bomba

La bomba tiene un rango de operación óptimo, si se opera por encima o debajo de ese rango,

el empuje ascendente o descendente afecta la eficiencia operativa de la bomba, razón por la cual

es muy importante determinar con precisión la productividad para recomendar el diseño óptimo

(Ramírez, 2004).

Sin embargo, si la bomba funciona por debajo (a la izquierda) del rango de capacidad

recomendado, el impulsor estará en una condición de empuje hacia abajo. Por el contrario, si la

bomba funciona por encima (a la derecha) del rango de capacidad recomendado, el impulsor estará

en una condición de empuje hacia arriba. Tanto el empuje hacia abajo como hacia arriba pueden

causar un desgaste excesivo y pueden ser perjudiciales para la bomba. (Trujillo, 2018)

Figura 13: Comportamiento tipo de una bomba electrosumergible

Fuente: Centrilift

25

La curva de rendimiento es específica para cada una de las bombas, ahí se describen las

principales curvas que comprende para poder obtener el rendimiento óptimo.

Carga dinámica total o altura de elevación: En términos más sencillos, la carga de una

bomba es la altura máxima que la bomba puede alcanzar bombeando contra la gravedad y teniendo

en cuenta las pérdidas de energía generadas por fricción del fluido con las paredes de la tubería.

Potencia requerida. Indica una medida de la potencia real requerida por la bomba para

entregar un determinado caudal.

Eficiencia de la bomba. Indica cuan eficiente es la transformación de energía mecánica en

energía hidráulica, en función del caudal.(Trujillo, 2018)

2.3. Pulling del sistema de bombeo electrosumergible.

El pulling consiste en la operación de extraer el equipo BES del fondo del pozo, esta

operación se debe hacer bajo ciertos procedimientos y cuidados extremos de no ser golpeados o

destruidos durante la extracción, con la finalidad de recuperar el equipo BES en su totalidad en

buenas condiciones, así como de los diferentes accesorios como la tubería de producción, sensor,

empalmes, tubo capilar, y el cable de potencia, la extracción del equipo se debe a las siguientes

causas (Bonilla, 2013).

Las actividades de servicio del pozo se realizan generalmente para mantener o mejorar la

productividad del pozo, aunque en algunas aplicaciones con línea de acero y tubería flexible se

efectúan para evaluar o monitorear el rendimiento del pozo o el yacimiento. En las actividades de

servicio al pozo, se utilizan, de forma cotidiana, líneas de acero, tubería flexible, equipos de

reparación de pozos y de entubación bajo presión o unidades de varilla.

26

El rendimiento un equipo BES puede verse afectado por una amplia variedad de factores,

condiciones del fondo de pozo, las propiedades de los fluidos y las prácticas o procedimientos

utilizados por el operador desde el ensamblaje del equipo e instalación, hasta su extracción del

pozo.

2.3.1. Causas por las que se procede un pulling en bombeo electrosumergible.

2.3.1.1. Fallas Mecánicas

Todos los equipos BES son muy sensibles a los daños mecánicos principalmente los equipos

de fondo, ya que por su configuración cilíndrica cualquier personal lo puede confundir con

cualquier tubo de producción, construcción, perforación, entre otros. Un motor BES tiene un

estator cubierto con epoxi que al ser golpeado, la resina se quiebra ocasionando canalizaciones que

al ser energizado el motor puede causar problemas y definitivamente el tiempo de vida útil se

reduce. (Bonilla, 2013)

Principales fallas en el equipo BES

Desgaste de las etapas a causa de la producción de material abrasivo como la arena.

Taponamiento de las etapas por depósito de arena.

Rotura del eje, por mala operación al tratar de desbloquear la bomba cuando se presenta

una condición de “bomba pegada”.(Reinoso, 2019)

Las principales fallas mecánicas que se puede clasificar son:

Ejes rotas

Hueco en tubería

Incremento de la frecuencia (operacional)

Válvula de choque abierto (operacional)

27

2.3.1.2. Fallas Eléctricas

Todos los equipos y accesorios eléctricos tales como cable de extensión del motor MLE,

penetradores, cintas de empalme, elastómeros, entre otros. Durante el transporte, almacenamiento

en el pozo deben estar lo suficientemente protegidos contra la lluvia, humedad, aceites, entre otros.

Para evitar fallas prematuras como consecuencia de usar accesorios eléctricos en mala condición.

(Bonilla, 2013)

El mayor inconveniente que puede ocasionar un daño en el sistema es que se produzca un

cortocircuito para ello hay diferentes factores:

1. Operar un equipo con continuos paros por sobrecarga, debido a presencia de sólidos o

atascamientos.

2. Operar un equipo con cables golpeados durante la introducción del equipo BES.

3. Inadecuada realización de los empalmes. Si no hay un buen ponchado (ajuste) en los

nicopress, lo que ocurre es que cuando entra en operación el equipo BES.

4. Excesivo número de arranques que se le da cuando un pozo está parado y esto repercuten

en el sistema BES.

5. Interrupciones Eléctricas por factores externos o de mantenimiento.

6. Operar un equipo BES con cable usado y con accesorios eléctricos reusados.

7. Operar un equipo BES con cable de potencia, cable de extensión de motor o accesorios

eléctricos golpeados.

2.3.1.3. Fallas de formación

Las fallas de formación suelen suscitarse debido a las características propias del reservorio,

es por esta razón que se debe revisar los requerimientos de los programas de Ingeniería y

28

correlacionarlo con el equipo existente debido a que cada pozo es diferente y puede tener una

combinación de factores que limiten la vida del equipo. (Bonilla, 2013)

Se deben tomar en cuenta los siguientes factores a la hora de analizar las fallas:

Dimensionamiento del equipo BES

Es un factor crítico que se debe tomar en cuenta para obtener un buen manejo del caudal de

operación, además la data de productividad del pozo debe ser precisa, debido a que el

dimensionamiento inadecuado podría resultar en fallas prematuras y por ende un aumento de

gastos.

Altas Temperaturas

La temperatura de operación del motor es afectada por la velocidad del fluido que pasa a

través del espacio anular formado entre el motor y el casing del pozo, esta velocidad deberá ser

igual o superior a 1 ft/segundo, una velocidad inferior a esta producirá un calentamiento excesivo

en el motor y cable lo cual conllevará a una falla prematura del equipo BES.

Principales afectaciones de la temperatura al motor

La temperatura del motor aumenta debido a la reducción del enfriamiento, ya que hay

menos flujo alrededor de la carcasa del motor.

La temperatura del motor aumenta si hay una deposición de escala significativa en la

carcasa del motor, lo que reduce el efecto de enfriamiento creado por el fluido del pozo.

La temperatura del motor disminuye debido a la disminución de la carga del motor, ya

que el BES bombea menos flujo.

29

Presencia de Gas

Generalmente en yacimientos de empuje de gas, con el tiempo se presenta una disminución

de su presión llegando a ser menor que el punto de burbuja, esto conllevará a que se libere el gas

dentro de la bomba, lo cual generará que esta empiece a cavitar y se bloquee por el gas dejando de

producir, si este efecto se produce durante prolongados periodos de tiempo causará aumento de

temperatura en el motor, desgaste en las etapas de la bomba dando como resultado fallas en el

equipo BES.

Viscosidad

Los fluidos altamente viscosos pueden causar varios problemas, debido a que si la resistencia

al flujo viscoso incrementa el requerimiento de energía de la bomba será mayor, también las altas

viscosidades reducirán la habilidad de la bomba a levantar fluido y su eficiencia. Los fluidos

viscosos producen mayores pérdidas por fricción y causan un trabajo más severo de la bomba.

Corrosión

Esta se la puede evidenciar cuando los fluidos corrosivos afectan al equipo BES

especialmente en las siguientes partes: housings, cabezas, bases, pernos, armadura galvanizada del

cable de potencia, MLE debido a la presencia de CO2. Mientras que la presencia de H2S reacciona

químicamente con componentes de cobre causando desintegración de los conductores en el cable,

agrietamientos a ciertos aceros de ejes y pernos.

Abrasión por arenas

La presencia de este factor ocasiona desgaste abrasivo en las etapas de la bomba, exceso de

vibraciones transmitidas al eje de la bomba, fugas en el sello mecánico de la sección del equipo,

30

fallas en el motor debido a la migración de fluido desde los sellos y en general falla prematura en

los equipos BES.

Deposición/precipitación.

La Deposición de partículas sobre las etapas de las bombas causan resistencia al freno,

bloquea etapas, restringe el paso al flujo normal, este tipo de acumulación es debido a la

acumulación de escala, asfaltenos, y parafinas lo cual pueden incluso llevar a una ruptura del eje

por un sobre esfuerzo.

2.3.2. Predicción de fallas en un sistema BES en el campo Palo Azul

El análisis de la falla del equipo BES, comienza desde el momento en que se recibe el reporte

de que la unidad ha dejado de operar. Es recomendable que un técnico de campo verifique la BES

e identifique el problema.

Tabla 6: Principales presentados en los equipos en el campo Palo Azul.

Elaborado por: Néstor Gualacata

31

A continuación se presenta un diagnóstico de las fallas más comunes que se han reportado

en el campo Palo Azul.

Comunicación Tubing-Casing

Este tipo de daño es el que más se ha reportado en el campo, el problema radica en que se

produce una recirculación de fluido producido debido a huecos que se producen en las tuberías de

producción por diversos factores como la corrosión que es el más dañino para los materiales de la

bomba.

Motor con bajo aislamiento

El sistema de aislamiento de los motores se encuentra sujeto a diversos esfuerzos de tipo

mecánico, térmico y eléctrico, y suele degradarse con el paso del tiempo debido al efecto de

múltiples factores, los cuales aceleran el proceso de deterioro natural.

El problema de aislamiento térmico está relacionado con la temperatura de funcionamiento

del motor, mientras más eficiente sea este, generara menos cantidad de calor y por lo tanto la

refrigeración del mismo será óptimo.

Fase a Tierra

Este problema es muy común, para que se dé una falla a tierra, deben ocurrir dos cosas,

primero debe crearse un camino de conducción a través del aislamiento, lo cual provoca que

conforme el aislamiento envejezca, se presenten pequeñas fisuras lo que posibilita que se acumule

material conductivo y segundo, cuando la superficie exterior del aislamiento se contamina de

material conductivo, provoca que conduzca suficiente corriente a la carcasa o núcleo del motor

que está conectado a tierra.

32

Bomba Atascada

La causa más común que provoca atascamiento en la bomba, es la presencia de sólidos en el

pozo, pudiendo ser carbonatos, arena, emulsiones o escala. Entre las razones por las cuales pueden

fallar las bombas se tienen:

Desgaste de las arandelas inferiores y superiores del impulsor cuando la bomba e encuentra

operando en condiciones de empuje hacia abajo o hacia arriba respectivamente.

Desgaste de los componentes debido al tiempo de funcionamiento.

Desgaste de los componentes por abrasión

Taponamiento do las etapas por sedimentos

Daño en el eje por mal manejo durante el traslado o el montaje

BSW Alto

Existen condiciones en las cuales la cantidad de agua que se produce con este tipo de sistema

de levantamiento no es económicamente rentable por lo que se prefiere cambiar el sistema para

que la producción de petróleo se compense con el costo del levantamiento

Producción baja

Una de las características principales del sistema de bombeo electrosumergible es la

capacidad de levantar altos volúmenes de fluido, pero cuando los caudales son bajos pueden causar

una mala refrigeración de los motores y el rendimiento de la bomba se ve afectado por lo que

resulta mejor utilizar otro sistema de levantamiento artificial.

33

2.3.3. Prueba de campo para confirmar casos de respuesta similares.

Existen 3 métodos en campo parara determinar los patrones de comportamiento de los

equipos BES:

Comunicación Tubing – Casing

Bloqueo entrada de la bomba

Bloqueo en etapas de la bomba por presencia de Gas.

Prueba de presión a la completación

Método 1: Para realizar una prueba de presión eficiente se debe realizar con una unidad de

bombeo la misma que consiste en bajar un standing valve el mismo que se asentará en el no-go,

luego desplaza el volumen existente desde superficie hasta el standing presurizar el pozo hasta

unos 200 psi mantener por 15 minutos si la presión se mantiene no existe comunicación. Esto se

debe realizar con el equipo BES apagado.

Método 2: Encendido el equipo BES se debe cerrar el corte de fluido en superficie donde se

debe haber una variación en la presión de cabeza, presión de descarga de la bomba y variación en

el amperaje del motor, los cambios puede ser los siguientes:

Tabla 7: Parámetros de comportamiento en los diferentes eventos

CASE PRESIÓN DE

CABEZA

VARIACIÓN PRESIÓN DE

INTAKE Y DESCARGAR

AMPERAJE DEL

MOTOR

Hueco en tubería Pequeño

incremento Pequeño cambio Pequeño cambio

Bloqueo en la entrada

de la bomba Gran incremento Gran incremento Disminuye

Bloqueo en la etapa de

la bomba

Mediano

incremento Mediano incremento Disminuye

Fuente: (Awaid et al., 2014)

34

Reconocimiento del patrón de eje roto

Para reconocer el patrón en los equipos BES se puede ver la disminución de las siguientes

variables: amperaje del motor, descarga del motor y presión de cabeza.

Estas roturas del eje se pueden dar por las siguientes razones:

1. La presión de descarga e intake deben estar ecualizadas, no debe existir ninguna fuerza

gravitacional en el eje.

2. Debido a la acumulación de sólidos en el eje: Carbonatos, arena de fractura y finos de

formación

Reconocimiento de patrones para hueco en tubería

Para determinar este patrón la principal influencia es la caída de producción luego se asocia

el incremento de la presión en la entrada de la bomba, también se ve una variación en la

temperatura del motor la recirculación del fluido del pozo.

2.4. Software Lowis para monitoreo en tiempo real

LOWIS es una herramienta programada para mejorar la eficiencia y efectividad de los

procesos de gestión de pozos en tiempo real con alarmas, provee un enfoque integrado del

comportamiento de los parámetros del pozo, que permite analizar alguna intervención para

optimizar la productividad del campo. (Manual de Lowis Weatherford, 2008)

35

Figura 14: Procedimiento de mejora continúa mediante la herramienta Lowis.

Fuente: (Manual de Lowis Weatherford, 2008)

2.4.1. Función

El sistema LOWIS ejecuta la función de una interfaz común para visualizar e interactuar con

cualquier data de producción, provee funcionalidad de sistema SCADA (Supervisión, Control y

Adquisición de Datos) y presentar eventos e historiales de servicio de pozos en gráficos

comparativos, reportes y diagramas para ayudar a determinar las mejores prácticas y

procedimientos operativos. (Manual de Lowis Weatherford, 2008)

MONITOREO

ANALISIS

CONTROL

DISEÑOPLANIFICACION

INTERVENCION

EVALUACION

LOWIS

36

Figura 15: Ventana principal de grupo de trabajo en el sistema Lowis


2.4.2. Sistemas de monitoreo en tiempo real de equipos BES

Entiéndase a parámetro como un dato, factor o variable que se toma como necesario para

analizar, valorar o identificar una condición de comportamiento. Partiendo de esta definición se

puede indicar que los parámetros de monitoreo de un equipo BES, permiten evaluar las

condiciones bajo las cuales dichos equipos se encuentran operando en buenas condiciones o está

fuera de lo normal. (Trujillo, 2018)

Los sistemas de monitoreo remoto permiten la visualización de dichas curvas, consiguiendo

aumentar la capacidad del operador para diagnosticar y evaluar la eficiencia operativa de los

equipos BES, cuando alguna de estas variables tome un valor fuera de su rango normal esta tendrá

que ser analizado y dar aviso al encargado del campo para tomar acciones necesarias y poder

resguardar la vida operativa del equipo.

37

En la figura 16 se puede ver el comportamiento de las curvas, en algunas secciones o tramos

estas curvas sufren alteraciones o sobrepasa de los valores normales, los picos serán analizados a

detalle en el siguiente capítulo.

Figura 16: Comportamiento de los parámetros (PIP, PDP, TM, TI, AMP y HZ) en el sistema lowis para el

pozo PLAA-030.

Fuente: (Petroamazonas E.P, 2018)

2.4.3. Parámetros que se debe monitorear en el software Lowis

2.4.3.1. La presión de admisión de la bomba (PIP)

Este es uno de los parámetros que debe utilizar para evitar el bombeo o para evitar que el

pozo baje por debajo de una presión determinada (punto de burbuja o presión mínima de flujo del

fondo del pozo). Por ejemplo, Pi puede controlarse a más de 200 psi en un pozo donde la fuga de

gas se vuelve excesiva y causa problemas de funcionamiento de la bomba por debajo de este valor.

En este caso, el sistema de control de superficie se configuraría para activar una alarma a una

38

presión de admisión de 200 psi y para disparar la bomba si la presión de admisión se reduce aún

más a 175 psi.

2.4.3.2. La presión de descarga de la bomba (PDP)

La alteración de este parámetro responderá de inmediato a los cambios en la gravedad

específica del fluido producido (corte de agua o gas), los cambios en la presión de la superficie

(cabeza de pozo) y puede usarse para evitar que una bomba se mueva o funcione en un escenario

de bajo flujo. La configuración del disparo/alarma debe basarse en un valor máximo calculado

para Pd durante condiciones de funcionamiento normales o el valor puede establecerse en Pd de

funcionamiento normal más un margen (por ejemplo, 50 psi). El valor también se puede determinar

prácticamente en el campo realizando una prueba de cierre, es decir, observando el Pd medido y

estableciendo el nivel de disparo por debajo de este valor.

El conocimiento de ambas presiones proporciona un conocimiento exacto del trabajo

realizado por la bomba en cualquier momento y es de uso particular en situaciones de BES

complejas, como fluidos de alta viscosidad o pozos gaseosos.

2.4.3.3. El diferencial de presión de la bomba (dP)

El análisis de la variación de los parámetros de presión se puede utilizar para garantizar que

el BES funcione dentro del rango. Para una frecuencia de bomba dada y con una densidad conocida

de fluidos producidos, se puede establecer una dP de bomba mínima y máxima correspondiente al

rango de empuje ascendente y descendente en el BES para garantizar que la bomba funcione dentro

del rango. La consideración de la figura 5 ilustrará este concepto al demostrar una bomba que

funciona "en rango": los puntos de operación mínimo y máximo corresponden a una altura de 3774

39

pies y 1957 pies a la frecuencia de operación. Los fluidos producidos en este caso tienen un peso

específico promedio (s.g.) de 0.95.

Se calcula un dP mínimo y máximo de 1552 y 805 psi de acuerdo con el rango de eficiencia

de la bomba. Dichos valores se programarían en el sistema de control de superficie para que se

dispare una alarma si la bomba dP aumenta por encima de 1552 psi; también se podría establecer

un disparo de la bomba si la bomba dP continuara aumentando, una indicación de que la bomba

se está moviendo más hacia un flujo bajo o una condición de empuje hacia abajo potencialmente

dañina.

2.4.3.4. La temperatura del motor (Tm)

El análisis puede ser de la temperatura del devanado del motor o la temperatura del aceite

del motor. Siempre que sea posible es preferible controlar la temperatura del devanado del motor,

ya que la temperatura del devanado siempre aumenta más rápidamente en respuesta a problemas

de BES. El disparo / alarma se debe configurar para que se active a aproximadamente 20 ° C por

encima de la temperatura de funcionamiento normal.

2.4.3.5. La temperatura de admisión de la bomba (Ti)

Este parámetro actúa como una copia de seguridad de la temperatura del motor y se

configuraría para disparar / alarma al mismo valor que la lectura de temperatura del motor. Sin

embargo, la temperatura del motor casi siempre responde primero. Cambiar la temperatura de

admisión también puede ser un indicador de cambio en el caudal del pozo.

2.4.3.6. La vibración (Vib)

El movimiento alterado es una medida indirecta del rendimiento de BES ya que al igual que

los amplificadores, incluye componentes mecánicos (por ejemplo, arena, desgaste), eléctricos (por

40

ejemplo, frecuencia) e hidráulicos (por ejemplo, gas, viscosidad). Por lo tanto, es difícil interpretar

un valor exacto y absoluto de la vibración; más bien, la tendencia de la vibración es importante y

puede indicar una variedad de condiciones problemáticas o cambios en las condiciones normales

de funcionamiento.

Si el sistema de control de superficie muestra una alarma o la bomba se dispara, es importante

comprender por qué se disparó la bomba. Antes de reiniciar una bomba, se debe hacer un esfuerzo

para examinar los datos registrados del sensor para determinar la causa del apagado. Se podrían

evitar muchas fallas prematuras de la bomba si se tomara el tiempo para comprender por qué

ocurrió un disparo o una alarma.

Para utilizar dichos parámetros de manera efectiva para controlar y proteger el BES,

generalmente se requiere una tarjeta de entrada en el VSD para permitir que la bomba se controle

en tiempo real utilizando parámetros medidos por el sensor de fondo de pozo. Este simple paso

puede tener un efecto significativo en la vida útil de BES. El control del BES utilizando parámetros

medidos en combinación con un cambio de enfoque para considerar el BES producido como un

sistema hidráulico puede proporcionar al operador una vida útil más larga, mayor producción e

información valiosa para el diseño de sistemas futuros: un método simple para proporcionar mejora

para BES.

2.4.4. Habilitación y configuración de alarma en el software Lowis

Se ha notado que los apagados innecesarios y repetidos son una de las mayores razones de

las fallas prematuras de las BES. Uno de los principales objetivos de los ingenieros de producción

es monitorear las “alarmas de apagado” y prevenir apagados innecesarios.

41

Figura 17: Limitación de alarmas en el sistema Lowis


2.4.4.1. Configuración de alarmas en el sistema LOWIS

Para la configuración de alarmas en las variables análogas de cada pozo se debe tomar en

cuenta cuatro niveles:

Hi (Alto)

HiHi (Alto-Alto)

Lo (Bajo)

LoLo (Bajo-Bajo).

Tomando en cada uno de los límites se procede a configurar las alarmas de la siguiente

manera:

1. Una vez en la pantalla principal buscar grupo de flujo de trabajo de análisis de Lowis.

2. Buscar en la pantalla principal Inicio_Status_Group Analog dentro de grupo de alarmas

análogos.

3. Seleccionar el pozo y la variable que se va a configurar las alarmas.

4. Seleccionar la pestaña Enable grid quick edit. Como se puede notar en la figura 18.

42

Figura 18: Casillas de edición de alarmas en el sistema Lowis

Fuente: (Petroamazonas, 2019)

Dentro de la pantalla principal para la condiguracion de los valores se activa el cuadro de

edision, en la cual se debe tomar encuenta el comportamiento de la lineas de tendencia, analizando

cada caso, para cada uno de los valores que se va registrar. La configuracion de cada uno de los

valores debe ser deacuerdo al comportamiento del pozo, aquí se puede colocar los valores para

establecer las alarmas HiHi, Hi, Lo, LoLo. Cada valor tiene una columna de habilitacion de alarma

donde se activa y se desactiva de la misma forma, si no se registra las alarmas automaticamente se

habilita valores de 999999.00 para alarmas altas y 0.00 para alarmas bajas como se muestra en la

figura 19.

Lista de pozos

registrados

43

Figura 19: Procedimiento de edision de alarmas para cada uno de los pozos en el sistema Lowis


5. Fijar los valores para inferior (Lo), inferior inferior (LoLo), superior (Hi) y superior superior

(HiHi).

6. Una vez colocado el valor correspondiente, cambiar el valor de la casilla Inhibit para cada

nivel de alarma de 1 a 0, con el objetivo de habilitar la alarma.

7. Dar clic en el botón Save edited cells. De esta forma queda activada la alarma, la pantalla

vuelve a color verde y se generan las alarmas de acuerdo a los valores que se haya colocado,

para las variables configuradas figura 20.

Configuración de valores

en rangos establecidos

para cada pozo

44

Figura 20: Alarmas activadas de los diferentes paràmetros


2.5. Modelos aplicados para el análisis de datos

Para hacer posible realizar pronósticos sobre el desempeño de un equipo BES, es necesario

construir un modelo que describa la dinámica del sistema. Dicho modelo permitirá detectar cuándo

el sistema se está operando fuera de la región normal, determinar las condiciones de operación se

encuentran afectando su desempeño y predecir su tiempo de vida útil. El modelo podría construirse

en base a datos de entrada sobre el diseño del equipo BES, datos del pozo y los parámetros de

monitoreo medidos durante su funcionamiento.

1 alarmas

inhabilitadas.

0 alarmas

habilitadas.

45

2.5.1. Modelo Matemático

Para la generación de un modelo matemático, se debe tener conocimiento sobre el proceso

físico de un sistema del mundo real dado, así como habilidades para modelar tales sistemas. El

modelo resultante debe validarse usando un gran conjunto de datos para verificar el

comportamiento correcto. Entre las principales desventajas de tales modelos se encuentran sus

altos costos y que es muy difícil construir, pues los sistemas del mundo real están influenciados

por una gran cantidad de factores ambientales que son difíciles de monitorear; esto último es la

principal razón por la cual, este tipo de modelamiento no es factible para nuestro estudio, ya que

existe un sin número de factores que pueden influir en el desempeño del equipo BES. (Trujillo,

2018)

2.5.2. Modelo basado en análisis de datos

Los modelos basados en datos se basan en técnicas estadísticas y de aprendizaje. Las técnicas

de aprendizaje automático implican el desarrollo de software el cual será capaz de generar un

criterio de rendimiento sobre un sistema, en base a datos históricos y/o experiencia. Dado la

necesidad del desarrollo de software, este tipo de modelamiento no es factible de evaluación para

el presente trabajo.

2.5.3. Modelo basado en conocimiento

La metodología basada en el conocimiento, como la metodología basada en modelos físicos,

es creada por expertos, aunque no exista un modelo matemático para describir su comportamiento

físico. La calidad de un modelo basado depende de la experiencia del especialista pues se intenta

formalizar el conocimiento en base a la experticia del especialista. Dentro de este tipo de

modelamiento se tiene a los sistemas expertos y a la lógica difusa

46

Sistemas expertos

Los sistemas o modelos expertos son adecuados para problemas que generalmente son

solucionados por especialistas. Están definidos por reglas y describen estados de un sistema del

mundo real. Las reglas se expresan en la forma: Condición “Si”, consecuencia “entonces”, de otra

forma “sino”. Tales reglas se pueden combinar con operadores lógicos. Las condiciones describen

un estado del sistema del mundo real, con la consecuencia de un resultado u otra regla.

Es difícil obtener conocimiento del dominio y convertirlo en un sistema basado en reglas.

Un modelo experto no puede manejar situaciones que no están cubiertas en el sistema basado en

reglas. Además, un modelo experto puede encontrarse con una explosión combinatoria, que ocurre

cuando el número de reglas aumenta drásticamente. Por lo tanto, un modelo experto no es

adecuado como enfoque independiente para la detección del tipo de falla y el mantenimiento

predictivo en un sistema del mundo real. (Trujillo, 2018)

Lógica difusa

La lógica difusa es un método de operaciones lógicas basado en lógica de muchos valores

en lugar de lógica clásica binaria. Esto convierte a la lógica difusa a una alternativa de la lógica

clásica, pues puede tratar con información que no es exacta permitiendo así introducir un grado de

vaguedad en las cosas que evalúa. En el mundo actual existe mucho conocimiento ambiguo e

impreciso por naturaleza. El razonamiento humano con frecuencia actúa en este tipo de

información.

La lógica difusa se ha considerado en diversas publicaciones como el método de

modelamiento más práctico, en el cual se puede hacer uso del reconocimiento de tendencias para

la prevención y predicción de fallas. Existen diferentes condiciones que pueden afectar al

47

rendimiento óptimo de un equipo BES. El entender cómo estas condiciones afectan al equipo BES

y determinan el comportamiento de sus parámetros de monitoreo, es decir el reconocimiento de

tendencias, es el paso previo a la aplicación de la lógica difusa. (Trujillo, 2018)

CAPÍTULO III.

DISEÑO METODOLÓGICO

3.1. Tipo de estudio

El tipo de estudio considerado para este trabajo es descriptivo y analítico; descriptivo, en la

cual se detalla todas las condiciones de los pozos que están activos, se analizó los trabajos de

workover de todos los pozos que fueron intervenidos durante el año y también se analizó el

comportamiento de los diferentes parámetros ante una situación de falla.

3.2. Universo y muestra

El universo considerado para el presente estudio se realizara en los 60 pozos existentes en el

Campo Palo Azul.

La muestra que se analizara es de 31 pozos de los cuales actualmente están en producción por

levantamiento de bombeo electrosumergible. La muestra por criterio de selección se ira

descartando de los pozo que no registren datos desde el sensor de fondo, pozos con sensores

dañados y pozos en proceso de workover, obteniendo al final pozos con mayor número de

problemas seleccionados.

3.3. Instrumento de recopilación de información y datos

Las herramientas utilizadas para la recolección de datos y procesamiento fueron el software

Lowis que fue proporcionado con licencia de Petroamazonas E.P.

48

Los datos requeridos (producción diaria, reporte de workovers, y análisis PVT) para el

desarrollo del estudio fueron habilitados por la empresa Petroamazonas E.P.

3.4. Procesamiento y análisis de información

Para procesar y analizar la información se utilizó tablas y gráficos estadísticos en hojas de

cálculo del programa Microsoft Excel, donde se clasificaron todas las actividades realizadas en las

intervenciones por pozos, el programa Lowis se utilizó para reconocer los parámetros de la curvas

de tendencia, se realizó un análisis de todos los pozos que estuvieron activos durante el periodo de

trabajo de este proyecto, configurando los parámetros a los límites permitidos y analizados con los

técnicos para cada pozo.

49

3.5. Flujo de trabajo para la selección de pozos

“An

ális

is d

e te

nd

enci

as h

istó

rica

s d

e lo

s p

atro

nes

de

com

po

rtam

ien

to e

n e

qu

ipo

s el

ectr

osu

mer

gib

les

par

a el

mo

nit

ore

o d

e

po

zos

en e

l ca

mp

o P

alo

Azu

l, m

edia

nte

la

uti

liza

ció

n d

el s

oft

war

e L

OW

IS”

Fase Inicial

Revision bibiografica

Recopilacion de informacion en campo

Historial de produccion

Revision del software

Intervencion de pozos

Diagramas mecanicos

Fase de Desarollo Criterios de seleccion

Trabajos de WO

-Pulling del BES

-Limpieza del BES

-Disparos/redisparos

Parámetros de comportamiento

-Presion de descarga

-Presion de Intake

-Tmotor

-Tintake

-Amperaje

-Frecuencia

Proceso de analisis de falla

-Comunicacion tubing casing

-Migracion de finos

-Bloque por gas

-Temperatura del motor

-Taponamiento del intake

delimitacion de lineas de comportamento

-Alto-alto

-Alto

-Bajo

-Bajo-bajo

Fase FinalPresentacion del

trabajo

50

CAPÍTULO IV.

IDENTIFICACIÓN DE CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PARÁMETROS DE

MONITOREO.

La parte central de este estudio es la identificación de tendencias en la data histórica de los

parámetros de monitoreo de los equipos BES, y su asociación a las condiciones bajo las cuales

opera el equipo. Para ello es necesario de dividir todo el análisis en dos etapas, la primera que

consiste en la delimitación de una muestra de estudio, y la segunda, donde se genera el estudio de

casos que consiste en análisis de cada uno de los problemas.

El campo Palo Azul actualmente cuenta con 31 pozos que está produciendo mediante (BES),

los equipos cuentan con sensores de fondo que registran los parámetros de comportamiento como

la presión en la entrada de la bomba, presión descarga, temperatura de motor, temperatura de la

formación, amperaje de la bomba, frecuencia, vibraciones, voltaje del motor, torque del eje y otras

variables de superficie cómo presión de cabeza, presión del casing y la temperatura superficie en

tiempo real.

El funcionamiento normal de los pozos de producción con sistemas de levantamiento

artificial por bombeo electrosumergible se ve afectada por eventos operacionales que impactan

negativamente, provocando la pérdida de eficiencia de graves daños a los componentes principales

del sistema de levantamiento artificial BES.

El comportamiento normal de los equipos BES puede ser observado a través de los registro

de datos en el software Lowis desde el fondo de pozo mediante sensores a cada uno de los

parámetros, la tendencias de los parámetros de fondo tienen anomalías con picos que sobresalen

de la tendencia normal, y a la vez puede causar una alteración al equipo de fondo.

51

En la siguiente figura de puede observar el comportamiento normal de las líneas de

tendencia, este comportamiento se muestra como ejemplo en el pozo PLAB-02.

Figura 21: Comportamiento normal de los parámetros de fondo cuando no registra alteración en las líneas de

tendencia.


Como existen pozos con comportamiento normales, también existen pozos que presentan

alteraciones en el comportamiento de las líneas de tendencia, perjudicando el buen funcionamiento

de los equipos BES y la producción del pozo, los comportamientos anormales podrían estar ligados

a las características del fluido o del reservorio u otros problemas detallados en la sección 2.3.1.,

afectando los componentes de la bomba analizada en la sección 2.2.2.5.

0

50

100

150

200

250

300

350

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

17/10/2018 6/12/2018 25/1/2019 16/3/2019 5/5/2019 24/6/2019 13/8/2019 2/10/2019 21/11/2019

TEM

PER

ATU

RA

S (o

F)

PR

ESIO

NES

(P

SI)

TIEMPO (DIAS)

C O MPO RTAMI EN TO N O R MA L D E L O S

PA R A ME T R O S

Presion de Intake Presion de Descargar T motor T intake

TM fluctúa dentro de los límites

de max= 290, min= 270

PIP fluctúa dentro de los límites

de max= 2200, min= 1600

PDP fluctúa dentro de los límites

de max= 3600, min= 3300

TI fluctúa dentro de los límites

de max= 250, min= 220

El equipo BES estuvo apagado

durante el paro Nacional.

52

El comportamiento alterado de las curvas de tendencia para cada uno de los parámetros de

fondo se puede observar en la siguiente figura:

Figura 22: Comportamiento alterado de las curvas de tendencia en cada uno de los parámetros


La recopilación de información para este estudio se realizó inicialmente en forma

retrospectiva, analizando el comportamiento de todo el sistema involucrado en la producción de

crudo con sistemas de levantamiento artificial BES. Apoyados tanto en el comportamiento y

dinámica del sistema, se definieron las variables y sucesos para la identificación de patrones con

el uso de las técnicas de control estadístico.

Seguidamente se inició una etapa prospectiva en la recolección de información con el fin de

validar y actualizar el desempeño de las técnicas estadísticas y los patrones para la identificación

0

50

100

150

200

250

300

350

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

17/10/2018 6/12/2018 25/1/2019 16/3/2019 5/5/2019 24/6/2019 13/8/2019 2/10/2019 21/11/2019

TEM

PER

ATU

RA

(o

F)

PR

ESIO

N (

PSI

)

TIEMPO (DIAS)

C O MPO RTAMI EN TO A LT E R A D O D E L O S

PA R A ME T R O S

Presion Intake Presion Descarga T motor T intake

PIP fluctua en un rango de 1500

a 1800 con picos que sobrepasan

PDP fluctua en un rango de 3700 a

3600 con picos que sobrepasan

Tm fluctua en un rango de 270 a

260 con picos que sobrepasan

TI fluctua en un rango de 240 a

230 con picos que sobre pasan

53

de las anomalías operacionales. La supervisión en tiempo real de las variables operacionales

relacionadas con el pozo y el funcionamiento del sistema de levantamiento artificial ha permitido

la identificación del inicio gradual que se intensifica hasta afectar la producción.

En este estudio se propone una solución de monitoreo para la predicción y el diagnóstico de

eventos operacionales en tiempo real para pozos productores con sistemas de levantamiento

artificial por bombas electrosumergibles.

4.1. Evaluación de fallas en los equipos electrosumergibles después del workover

Los principales trabajos que se realizaron en el campo Palo Azul en el año 2019 fueron un

total de 17 intervenciones en diferentes pozos, de los cuales se realizaron trabajos de pulling del

equipo de bombeo electrosumergible en 59 %, pulling del equipo de bombeo electrosumergible

con pescado en un 12%, pulling del equipo de bombeo electrosumergible más disparo/redisparo

en un 12% y limpieza del equipo de bombeo electrosumergible en un 17%.

La realización de los trabajos de workover produjo la parada de pozo, perjudicando la

productividad del campo, los reportes de workover detallan las principales fallas ocurridas en los

equipos, para el estudio esta fallas de lo va clasificar en diferentes tipos, fallas mecánicas, fallas

electrónicas o netamente fallas de la formación detallado en la sección 2.3.1.,

54

Figura 23: Estadística de fallas campo Palo Azul.


Tomando consideración el análisis de la figura 23 en el campo existe el 47% de fallas por

tipo mecánico, estas fallas mecánicas pueden ser hueco en tubería, un eje roto y el desprendimiento

del equipo, también existen fallas electrónicos en un 35%, una falla electrónica puede ser

considerada un desbalance de fases y bajo aislamiento y otro tipo de fallas provocados por la

formación es la migración de finos hacia los equipo, dichos problemas conllevan a realizar una

limpieza.

47%

35%

18%

FALLAS DE LOS EQUIPOS BES EN EL CAMPO PALO AZUL

MECANICO

ELECTRONICO

FORMACION

55

Figura 24: Problemas identificados después de la intervención de los equipos BES en el campo Palo Azul.

El mayor inconveniente que se identificó en el campo Palo Azul fue principalmente el

desbalance de fases y bajo aislamiento, también existe desprendimiento de equipo o de la tubería,

eje roto, tratamiento de limpieza, comunicación tubin-casing o hueco en tubería, y atascamiento

del equipo por intentos de arranques.

Los problemas son identificados a través ciertas características expuestas desde la parte

mecánica en los informes de workover, que debe principalmente a los problemas de los equipo

electrosumergibles, a continuación cada problema será analizado por cada caso.

4.1.1. Descripción del comportamiento de las líneas de tendencia antes de una parada del

pozo.

Desde el inicio de los síntomas en las variables monitoreadas en tiempo real asociada a la

manifestación de cada evento operacional que afecta el rendimiento de los sistemas de extracción

0 1 2 3 4 5 6 7

DESBALANCE DE FASES Y BAJO

AISLAMIENTO

EJE ROTO

LIMPIEZA

PESCADO POR DESPRENDIMIENTO DE EQUIPO

HUECO EN TUBERIA Y PROBLEMAS DEL

EQUIPO

PRINCIPALES PROBLEMAS EN EQUIPOS

ELECTROSUMERGIBLES

56

artificial es esencial para la detección temprana. En muchos casos, las presencias de los síntomas

no es detectable a simple vista requiriendo de la utilización de técnicas de monitoreo sofisticadas

para lograr la detección.

El comportamiento de las líneas de tendencia para cada uno de los parámetros de monitoreo

fueron analizados según la tendencia que tenía antes de ocurrir los problemas mencionados en la

figura 25, dichos problemas fueron analizados de los reportes de workover.

4.1.1.1. Caso 1: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando existe hueco en

tubería.

Un hueco en la tubería existe cuando hay fuga del fluido de la tubería de producción hacia

el espacio anular, este evento es más conocido como comunicación de tubing-casing donde el

fluido producido entra en recirculación y esto conlleva una disminución de la producción en la

superficie.

Cuando existe el hueco en tubería hay la posibilidad de que toda la tubería se desprenda,

complicando aún más la producción del pozo, ya que se tendría que detener la producción para

realizar trabajos de intervención de pesca, causando más inversión para la empresa. En el campo

Palo Azul de los 17 trabajos que se realizaron según el análisis de los posibles eventos dio como

resultado que se hicieron dos intervenciones por hueco en tubería.

En el monitoreo de las curvas de tendencia se pudieron observar el siguiente comportamiento

cabe mencionar que en el otro pozo que se produjo el mismo evento el comportamiento no va ser

tan similar, puede variar según el aporte y la arena que se encuentre porque las presiones del

reservorio van hacer diferentes, se encontró dos pozos los cuales tenían el mismo problema de

hueco en tubería.

57

Tabla 8: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta hueco en tubería

HUECO EN TUBERIA

Parámetros Q WHP AMP PDP PIP ∆Ppump Tmotor Tintake

Tendencia ↘ ↘ →(+) →(-) ↗ ↘ ↗ →(+) (+) Existe un ligero aumento en el comportamiento de las curvas de tendencia.

(-)Existe una leve disminución en el comportamiento de las curvas de tendencia.


De acuerdo con el análisis de los comportamientos de las curvas se pudo determinar cuando

existe un hueco en la tubería de producción los parámetros de comportamiento actúan así:

Caudal (Q): El comportamiento del caudal va ir disminuyendo paulatinamente ya que el

fluido no podrá llegar a la superficie, ya que el fluido está recirculando en la sección donde hay un

hueco en tubería.

Presión de cabeza (WHP): Este parámetro es controlado en la superficie por medio de las

válvulas, pero si no existe un control adecuado por parte del operador ira disminuyendo levemente.

Amperaje (AMP): El amperaje en este tipo de eventos no se altera significativamente pero

sin embargo tendrá un pequeño aumento. El aumento de la carga proviene del esfuerzo de la carga

del motor para mantener un PDP similar a la de una condición estable.

Presión de Descarga (PDP): el comportamiento de este parámetro no se ve tan notable

dentro de este evento, ya que hay una pequeña disminución con respecto a la tendencia que tenía

antes del evento.

Presión de Intake (PIP): la presión del intake se puede apreciar significativamente ya que

se produce un aumento progresivo por la presión que ejerce a la entrada de la bomba, y este

parámetro es el más representativo para una comunicación tubing-casing.

58

Diferencia de presiones (∆P): en este caso el comportamiento se irá reduciendo

progresivamente a medida que la PIP se vaya recuperando su estado normal.

Temperatura del motor (TM): La temperatura del motor ira aumentado a medida que vaya

incrementado la recirculación, ya que el fluido que está recirculando está pasando por ahí varias

veces entonces no va tener refrigeración el equipo, este parámetro describe muy bien el

comportamiento de la comunicación tubing-casing.

Figura 25: Comportamiento típico de las curvas de tendencia cuando existe hueco en tubería.

Comportamiento típico de las curvas de

tendencia cuando hay un hueco en

tubería.

Realizan el WO # 2 Pulling

del BES- Hueco en tubería y

giro trabado 05/04/2019

59

4.1.1.2. Caso 2: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando existe el eje roto.

El desgaste de los componentes de la bomba se puede dar por muchas razones, cuando el

fluido ingresa a la bomba este trae solidos u otros componentes abrasivos que poco a poco

comienzan a destruir, las incrustaciones de los sólidos en los equipos provocan una vibración, esto

perjudica aún más a los componentes principales detallado en la sección 2.2.2.5, hasta puede llegar

a provocar una ruptura y dañar el buen funcionamiento del equipo.

En el campo Palo Azul de los 17 trabajos que se realizaron según el análisis de los posibles

eventos dio como resultado problemas por eje roto, se encontró tres pozos que presentan el mimo

inconveniente. En el monitoreo de las curvas de tendencia se pudieron observar el siguiente

comportamiento:

Tabla 9: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta ruptura de eje.

EJE ROTO


Tendencia ↘ ↘ ↕(*) ↘ ↗ ↘ ↗ → (*) Existe alteración de picos en determinadas periodos.


Para el análisis del comportamiento de las curvas se pudo determinar que cuando existe

alguna alteración o ruptura de los componentes de la bomba, los parámetros actúan de la siguiente

manera:

El caudal en la superficie disminuye, ya que la bomba no podrá levantar el fluido hasta la

altura deseada por los desgastes ocurridos en los componentes.

Presión de cabeza es un parámetro que puede modificarse en superficie por la manipulación

de las válvulas por parte del operador de campo, de no percatarse de esto la WHP disminuirá por

que la bomba pierde la capacidad de levantamiento, pues cada vez la bomba será menos capaz de

impulsar los fluidos a superficie.

60

El amperaje tendrá una alteración muy variada en la cual habrá momento donde tratara de

levantar y producirá como unos arranques, provocando picos en determinados periodos,

perjudicando aún más a otros componentes.

La presión de descarga ira disminuyendo paulatinamente ya que no existe suficiente presión

de la bomba y no podrá levantar el fluido hacia la salida.

La presión de intake tiende a subir progresivamente por que la bomba pierde la capacidad

de levantar el fluido debido a la destrucción del de los componentes principales.

En la deferencia de presión ya que la PDP disminuye y la PIP aumenta, la variación de

presión tendrá un comportamiento similar a la presión de descarga y a la presión de intake con

tendencia a disminuir.

Temperatura del motor este es uno de los parámetros más significantes en cuanto a los

daños de los componentes de la bomba, el fluido que entra comienza a perder movimiento hasta

el punto que llega a detenerse y con ello no hay recircular por lo tanto no existirá refrigeración

por lo cual la temperatura del motor aumentara.

La temperatura del yacimiento va tener una tendencia normal ya que no existirá variación

de la temperatura porque este parámetro no se ve afectado.

61

Figura 26: Comportamiento típico de las curvas de tendencia ante una ruptura de eje

Comportamiento típico de las

curvas de tendencia cuando

hay desgaste de un

componente de la bomba.

TI constante

Realizan el WO # 10 resultado

eje roto 31/03/2019

Realizan el WO # 9 por

apagado manual + disparo/re

18/02/2019

62

4.1.1.3. Caso 3: Comportamiento las líneas de tendencia ante el atascamiento de la bomba

y desbalance de fases.

Este tipo de problema puede generarse por diferentes razones, cuando el pozo maneja

sólidos, escala o arena, y cuando existen partículas metálicas en los difusores, impulsores y el

propio eje de la bomba. Esto generalmente ocurre cuando la bomba está desgastada y los efectos

de severo empuje descendente (dowthrust) y los efectos de severo empuje ascendente producen

fricciones metálicas entre etapa y etapa produciendo pequeñas partículas metálicas que destruyen

las demás etapas provocando el atascamiento del eje.

Resultado de ello el motor comienza a elevar el consumo de corriente en intervalos de tiempo

moderados, lo que se conoce como sobrecarga eléctrica; esto provoca que los bobinados del motor

se calienten, y poco a poco el aislamiento del motor se verá afectado y es muy probable que se

produzca un cortocircuito.

Por consiguiente, es necesario que cada unidad sea apropiadamente protegida y

rigurosamente supervisada de tal modo que un problema mecánico no produzca consecuencias

eléctricas prematuras, en el campo existe mayor inconveniente por estas fallas en la cual se

determinó que seis pozos fueron intervenidos por desbalance de fase y atascamiento de la bomba.

El comportamiento de las líneas de tendencia de los diferentes parámetros en este tipo de

problema tiene el siguiente comportamiento.

Tabla 10: Comportamiento de las líneas de tendencia cuando se presenta problemas por atascamiento de la

bomba un bloqueo en la entrada de la bomba.

ATASCAMIENTO DE LA BOMBA


Tendencia ↘ ↘ ↘ ↘ ↗ ↘ ↗ ↗ Elaborado por: Néstor Gualacata

63

El caudal en la superficie se reduce, por lo que la bomba ya no puede levantar el fluido,

cuando la bomba está atascada el fluido ya no ingresa hacia las etapas de la bomba por lo tanto ni

la superficie.

La presión en cabeza se ve afectada, esta presión disminuirán debido al bajo flujo de fluidos

hacia la superficie, si el fluido no llega a la superficie por lo tanto no existe ninguna presión.

El amperaje este es uno de los parámetros que sufre mayor inconveniente, la tendencia que

tiene este parámetro es alterado ya que al comienzo se intenta dar arranques sin tener resultados

favorables, el comportamiento del amperaje se refleja con picos altos y bajos.

La presión de descarga también se ve afectado, la mayor presión que realiza es el cauda

por lo tanto si la bomba no sube nada de fluido hacia la superficie este se reduce.

La presión de intake es uno de los parámetros que aumenta debido a que el fluido no puede

circular ya que se encuentra trabado la bomba.

La diferencia de presión este parámetro disminuye, la diferencia de la presión de descarga

menos la presión de intake que tiene a subir, esta presión tendrá que disminuir.

La temperatura del motor y la temperatura del intake tienden a aumentar, debido a los

posibles arranques que de produjo un calentamiento de los motores y por lo tanto la bomba

comienza a realizar fuerzas, y como el fluido no está circulando no habrá intercambio de calor y o

habrá refrigeración por parte del fluido.

64

Figura 27: Comportamiento típico de las curvas de tendencia cuando hay atascamiento de la bomba.

Measured Intake Pressure Measured Discharge Pressure Motor Temperature Intake Temperature

0

720

1440

2160

2880

3600

180

212

244

276

308

340

02/07/19 03/24/19

Pre

ss

ure

(p

si)

Te

mp

era

ture

(ºF)

(PLAN-054H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages(PLAN-054H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages

Amps Frequency (HZ)

0

14

28

42

56

70

35

43

51

59

67

75

03/24/19

Cu

rre

nt

(Am

ps

) Fre

qu

en

cy

(HZ

)

(PLAN-054H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages(PLAN-054H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages

TI sube

WO # 8 por

atascamiento de

la Bomba

WO. Por

Desbalance de

fases

65

4.2. Programación de alertas para reconocimiento de otras fallas en los equipos BES en

el campo Palo Azul.

4.2.1. Condicionantes establecidas para las alarmas en cada uno de los eventos

Las alarmas inteligentes traen grandes beneficios a las operaciones ya que reducen los

tiempos de reacción y hacen las operaciones más proactivas. Las alarmas inteligentes también son

beneficiosas para las operaciones con número limitado de ingenieros experimentados, dichas

alarmas le dicen a un ingeniero lo que está pasando exactamente (por ejemplo: un Bloqueo por

Gas), en vez de dejarlo que se base sólo en su experiencia para identificar el problema. Luego la

decisión de optimización se facilita y puede ser rápidamente implementada para mejorar la

situación.

Este tipo de análisis se realiza con las combinaciones de los diferentes parámetros, por

motivo de que el software adquirido en el activo no cuenta con la versión específica y que

solamente se puede generar a través de los técnicos encargados de esa área, por lo tanto se deja

como una propuesta para este estudio, tal como muestra el Anexo 5.

Para cada uno de los problemas se registran diferentes ecuaciones ya establecidas dentro del

funcionamiento y análisis del programa lowis, también se consideran los datos de cada uno de los

pozos obtenidos en las curvas de tendencia descritos a continuación.

4.2.1.1. Condición 1: Perforation Lock (Bloqueo de los perforados)

Para el análisis del caso se toma en cuenta los valores promedios de la presión del intake

considerando un valor alto del día de hoy (B5) y el valor de la presión del intake la del día anterior

(B6), si ese valor es mayor o igual a 25 Psi automáticamente se habilita el mensaje (Lock

Perforation) o aparece (-) que significa que no cumple la condición.

66

Considerando el índice de productividad para los pozos en el campo debe variar en un menor

del 5% por lo mínimo dentro de todo el año ya que debe permanecer constante para que no exista

alteración en la presión del fondo fluyente y esto conlleva a que exista variación en la

productividad por el taponamiento de perforados.

Donde:

B5= Presión de intake al momento

B6= Presión de intake hace 24 Horas

En este tipo de evento se determinó que existen en 19 pozos, estos pozos son los que tienen

mayor afectación por la migración de finos, considerando que este evento es parte del yacimiento,

esto debido a que la mayoría de los pozos están produciendo de la formación hollín y en esta

formación existe caolinita que migra junto con el fluido.

4.2.1.2. Condición 2: Gas lock discrete (Bloqueo del flujo debido al gas)

La presencia de gas en el pozo es uno de los factores que altera el comportamiento de las

curvas de tendencia para el análisis del caso se toma en cuenta los valores promedios del amperaje

considerando un valor alto del día de hoy (F5) y el valor del amperaje del día anterior (F6), si ese

valor es igual o mayor a 5% del valor de producción del día anterior (F6), automáticamente se

habilita el mensaje (Gas Lock) o aparece (-) que significa que no cumple la condición.

Esta condición se establece de acuerdo a los HP instalados en cada uno de los equipos para

poder precautelar de los daños que se puede producir, se establece esta condición a base de una

interpretación de los valores de amperaje tomando como una variación mínimo de 20 amp a 1,25%,

Función =+SI (B5>0; SI (B6-B5>=25;"Lock Perforation";"-");"-")

67

considerado este valor como un factor de seguridad para cada equipo, y por la buenas prácticas en

campo se establece 4 veces del factor de seguridad considera en 5% dependiendo del equipo. En

este análisis se encontró 4 pozos que tienen el evento por bloqueo por gas.

Donde:

F5= Amperaje al momento

F6=Amperaje hace 24 Horas

5%= Factor de seguridad establecida por la buenas practicas del campo

4.2.1.3. Condición 3: Fast draw down (Reducción rápida del nivel de líquido)


considerando un valor alto del día de hoy (B5) y el valor alto del día anterior (B6), si ese valor es

mayor o igual a 500 Psi automáticamente se habilita el mensaje (Fast Draw Down) o aparece (-)

que significa que no cumple la condición.

La condición es establecida para proteger al equipo si el nivel de fluido desciende más de lo

adecuado los equipos comienzan a presentar fallas por calentamiento en el motor, considerando la

presión hidrostática y la altura del equipo BES (150ft), en el campo se ha establecido un factor de

seguridad de 4 veces más a la altura del equipo a la que debe estar sumergido para que exista una

refrigeración adecuada con la circulación del fluido, considerando los datos la presión hidrostática

mínima es de un aproximado de 250 PSI pero si se produce alguna alteración brusca debe ser el

doble de la presión mínima que en este caso serían los 500 PSI para un adecuado funcionamiento

del equipo. Existen dos pozos que tienen bajo nivel de fluido.

Función=+SI (F5>0; SI (F6-F5>=5%*F6;"Gas Lock";"-");"-")

68

Donde:

E5= Temperatura de intake al momento

E6= Temperatura de intake hace 24 Horas

2,5%= Factor de seguridad establecida por las buenas prácticas en campo

4.2.1.4. Condición 4: OL shutdown waring (OL Advertencia de apagado)

Esta condicional es para precautelar los equipos de las altas temperaturas a la cual podría

alcanzar si no se controla a tiempo las advertencias o alarmas que se emiten, para esta condición

se toma valores reales de amperaje a un 90% del funcionamiento del equipo, si esa condición

cumple se habilita el mensaje (HLimit Motor) o simplemente (-) que significa que la condición no

cumple.

El valor real del amperaje es tomado de las placas del motor y por las buenas prácticas

petroleras aplicadas en el campo Palo Azul se considera ese porcentaje de factor de seguridad de

90%.

Donde:

F5= Amperaje al momento

90%= Factor de seguridad establecida por la buenas practicas del campo

Función: =+SI (B5>0; SI (ABS (B6-B5)>=500;"Fast Draw Down";"-");"-")

Función=+SI (F5>0; SI (F5>= (52*90%);"HLimit Motor";"-");"-")

69

4.2.1.5. Condición 5: Pump intake plug (Bloqueo de la succión de la bomba)


considerando un valor alto del día de hoy y el valor alto del día anterior, si ese valor es mayor o

igual a 10%*valor del día anterior, automáticamente se habilita el mensaje (Pump intake plug) o

aparece (-) que significa que no cumple la condición.

Para que se cumpla esta condición se debe producir diferentes factores como la migración

de las arenas de fractura o por el tipo de crudo en este caso un crudo pesado, tomando esas

consideraciones las arenas afectan al comportamiento de la PIP y la viscosidad afecta al

comportamiento de la curva de la TM, en el campo Palo Azul no ocurre esto, ya que el crudo es

liviano. El factor de seguridad considerado del 10% es un valor mínimo la que se considera si

existe alguna alteración en las curvas de la presión de intake.

Donde:

B5= Presión de intake al momento

B6= Presión de intake hace 24 Horas

10%= Factor de seguridad considerado para el campo

Estas alertas podrán ser generadas directamente en el software una vez que se haya estabilizados

los parámetros, ayudando mucho a los técnicos a tener mayor claridad de lo que podría suceder al

momento de revisar la tendencia de cada línea.

También en este campo se establece una condicionante, donde si no cumple el número de

alteraciones determinados (menor o igual a 50), se dice que es un “Pozo Estable”, en el estudio se

Función=+SI (B5>0; SI (B6-B5>=10%*B6;"Pump Intage Plug";"-");"-")

70

determinó 5 pozos que no registran alteraciones dentro del periodo de estudio, también se establece

otra condicionante, si el pozo no cuenta con los datos del sensor de fondo se le denominan “Sin

Datos del Sensor”, en el campo existen 6 pozos que tienen ese inconveniente.

Tabla 11: Patrones de comportamiento establecidos para cada uno de los pozos en el campo Palo Azul.

Casos de estudio No

Migración de Finos 19

Sin Datos del Sensor 6

Pozo Estable 5

Bloqueo por Gas 4

Nivel bajo/no flujo 2

T Motor Alto 1

Taponamiento del Intake 1


El detalle de análisis se concluye que para el campo Palo Azul se tiene 5 pozos que se

consideran estables, ya que los pozos no tienen ninguna alteración el comportamiento de las líneas

son constantes en toda su trayectoria. Como mayor afectación en el campo se tiene que es por el

problema de migración de finos, 4 pozos con problemas de bloqueo por gas, también se tiene un

pozo con problemas taponamiento de intake y de temperatura del motor alto. Dos pozos tienen

problemas de bajo flujo de nivel, y también existen 6 pozos que tienen problemas de sensor de

fondo ya que estas no tienen señal. Quedando así de la siguiente manera:

71

Figura 28: Patrones de comportamiento en el campo Palo Azul.


4.3. Restricción de comportamiento de los parámetros para el control de alarmas.

El modelo más práctico utilizado en este tipo de análisis es el método de la lógica difusa, en

el cual se puede hacer uso del reconocimiento de tendencias para la prevención y predicción de

fallas, existen varias situaciones que pueden afectar al rendimiento óptimo de un equipo BES. El

entender cómo estas condiciones afectan al equipo BES y determinan el comportamiento de sus

parámetros de monitoreo, ayudaran a prevenir consecuencias extremas que perjudican la

productividad del campo.

Para proceder con el diagnostico de los problemas más comunes se inicia comparando

valores de parámetros medidos versus los valores asociados con un sistema que está funcionando

de forma estable con el objetivo de detectar eventos muchos antes de que se vuelva real y entrar a

un inactividad del pozo, esta condiciones serán aplicadas después de haber realizado algún trabajo,

50%

16%

13%

10%

5%

3% 3%

Eventos del Campo Palo Azul

Migracion de Finos Sin Datos del Sensor Pozo Estable

Bloqueo por Gas Fast Draw Down T Motor Alto

Taponamiento del Intake

72

cuando el pozo haya pasado la fase de pruebas iniciales en determinado tiempo y que se encuentre

estable bajo las condiciones normales del campo.

Los pozos seleccionados a continuación son los que han tenido mayor inconveniente durante

el monitoreo y asociando a la matriz elaborada (Anexo 5), se tiene que estas alteraciones vienen

dada por los diferentes problemas identificados.

4.3.1. Ejemplo de aplicación en pozos con taponamiento de Intake

Cada uno de los valores registrados fue tomado a base del cálculo y el comportamiento en

el momento de la configuración de las alarmas, teniendo para este pozo alteraciones significantes

cuando comenzó a suscitar dicho evento.

Cuando existe alteración de las líneas de tendencia se activara automáticamente una alerta

de prevención, y sin el control adecuado del comportamiento de los parámetros se podría tener una

afectación mayor a los equipos. El análisis de este pozo tuvo diferentes problemas ya que se

produjo alteraciones de los parámetros y se tenía que extender el rango de limitación para que no

haya exceso de advertencias por parte del software, el equipo deberá tener el comportamiento

dentro de los rangos (Tabla 14), si el comportamiento sobre pasa de los límites se activa la alerta.

Obteniendo lo siguiente en cuanto a la interpretación de los eventos y la limitación de los

parámetros.

Tabla 12: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando existe taponamiento del intake

Rangos establecidos para cada pozo

Rango Presión de

Intake

Presión

de

descarga

Temperatura

del motor

Temperatura

del Intake Amperaje Frecuencia vibración

Máximo 718 3380 290 250 26 56 2,5

V. medido 678 3331 270 238 23 54 0,64

Mínimo 670 3300 250 220 22 52 0,01 Elaborado por: Néstor Gualacata

73

Los valores registrados en el cuadro anterior fueron tomados de los registros de las alarmas

establecidas en el software (Anexo 7).

Figura 29: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAN-029H en el campo Palo Azul.



0

4800

9600

14400

19200

24000

180

212

244

276

308

340

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Pre

ss

ure

(p

si)

Te

mp

era

ture

(ºF)

(PLAN-029H) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages(PLAN-029H) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages

Amps Frequency (HZ)

0

8

16

24

32

40

35

43

51

59

67

75

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Cu

rre

nt

(Am

ps

) Fre

qu

en

cy

(HZ

)

(PLAN-029H) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages(PLAN-029H) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages

Realizan pulling del BES

por daño mecánico

PDP: límites max= 3380, min=3300

PIP: límites max= 718, min=670

TM: límites max= 290, min=250

TI: límites max= 250, min=220

Hz: límites max= 56, min=52

AMP: límites max= 26, min=22

PDP

PIP TM

TI

AMP

Hz

Leyenda:

líneas de máximo y

mínimo

para cada

parámetro

74

Después de analizar y configurar los rangos de comportamiento en el tiempo de prueba se

activaron algunas alertas para este pozo.

4.3.1.1. Alarmas tempranas registradas en el software

[email protected]

02/06/2019 04:35 -> PLAN-029H -> PWF PIP Hi

02/06/2019 04:40 -> PLAN-029H -> PWF PIP Hi

02/06/2019 04:55 -> PLAN-029H -> PWF PIP Hi

02/06/2019 04:29 -> PLAN-029H -> PWF PIP Low

02/06/2019 04:41 -> PLAN-029H -> PWF PIP Low

02/06/2019 04:23 -> PLAN-029H -> Temperatura Motor MTMP Low


02/06/2019 04:22 -> PLAN-029H -> Vibración VIB Low





02/06/2019 04:23 -> PLAN-029H -> PWF PIP Low

16/11/2019 12:05 -> PLAN-029H -> Status RUN

16/11/2019 10:47 -> PLAN-029H -> Status STOP

16/11/2019 4:17 -> PLAN-029H -> Status RUN

10/11/2019 10:29 -> PLAN-029H -> Status STOP

10/11/2019 10:17 -> PLAN-029H -> Status RUN



05/12/2019 01:05 -> PLAN-029H -> Motor Amps AMP Low

05/12/2019 01:11 -> PLAN-029H -> Frecuencia HZ Low

05/12/2019 01:10 -> PLAN-029H -> Temperatura Intake PIT Low

05/12/2019 01:11 -> PLAN-029H -> Motor Amps AMP Low



75

4.3.1.2. Análisis de eficiencia de la bomba través de comportamiento de las curvas

Después de los trabajos realizados el equipo entra a operar dentro los rangos normales de

operación, para constatar aquello se realiza un Match del comportamiento del equipo, obteniendo

así el siguiente detalle.

El motor cargado se encontró al 62.7%, se calcula un 1.9% de gas libre a la entrada de la

bomba lo cual no representa riesgo de bloqueo ni gasificación. La tendencia de la corriente muestra

algunos eventos de distorsión, por lo que se recomienda actualizar el análisis físico químico del

fluido para descartar presencia de sólidos, emulsión y escala. Se incluye la tabla multifrecuencia

con el comportamiento esperado.

Figura 30: Comportamiento de las curvas de eficiencia de la bomba en el pozo PLAN-029H


76

4.3.2. Ejemplo de aplicación en pozos con migración de finos

La migración de finos es el mayor problema que existe en los pozos del Campo Palo Azul,

la migración de finos que provoca mayor inconveniente es por causada por los minerales

contenidos de caolinita y aragonito en los reservorios del campo Palo Azul. El comportamiento de

las líneas de tendencia son alterados y sobre pasan de los limites es por ello que solamente se

describe solo las dos condiciones más notables en toda su trayectoria.

El comportamiento de estas curvas en este tipo de evento es muy alterados con picos bajos

y altos donde considerar una sola limitación varia la apreciación, ya que la tendencia perturba

según el tiempo de producción.

Tabla 13: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando existe migración de finos


Rango Presión

de Intake

Presión

de

descarga

Temperatura

del motor

Temperatura


Máximo 1160 3750 265 241 74 55 2,5

V. medido 1138 3682 258 238 72 53 1,84

Mínimo 1050 3600 254 230 68 51 0,50 Elaborado por: Néstor Gualacata

77

Figura 31: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAC-039H en el campo Palo Azul


Después de analizar y configurar las alarmas se tuvieron las siguientes alteraciones en cada

uno de los parámetros.


0

820

1640

2460

3280

4100

180

212

244

276

308

340

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Pre

ss

ure

(p

si)

Te

mp

era

ture

(ºF)

(PLAC-039H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages(PLAC-039H ) Surveillance Chart - 1 Year Daily Averages

Amps Frequency (HZ)

0

15

29

44

58

73

35

43

51

59

67

75

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Cu

rre

nt

(Am

ps

) Fre

qu

en

cy

(HZ

)


El pozo estuvo apagado en

los días del Paro Nacional

Realizaron una

limpieza del

BES




PIP: límites max=1160, min=1050



PDP

PIP TM

TI

AMP

Hz

Leyenda:

Líneas de máximo y

mínimo para

cada

parámetro

78


[email protected]

09/12/2019 04:35 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

09/12/2019 04:23 -> PLAC-039H -> Temperatura Motor MTMP Low

09/12/2019 04:29 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

09/12/2019 04:41 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

09/12/2019 04:23 -> PLAC-039H -> Vibración VIB Low


09/12/2019 04:23 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

16/11/2019 18:17 -> PLAC-039H -> Vibración VIB Low



28/10/2019 21:23 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

28/10/2019 21:17 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

28/10/2019 21:11 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

28/10/2019 21:05 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

26/10/2019 9:29 -> PLAC-039H -> Vibración VIB Hi

26/10/2019 9:23 -> PLAC-039H -> Vibración VIB Hi

22/10/2019 15:23 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

22/10/2019 15:17 -> PLAC-039H -> PWF PIP Low

4.3.2.2. Análisis de eficiencia a través de comportamiento de las curvas en los equipos BES.

Una vez delimitado los parámetros de comportamiento, se analiza la falla que se está

ocurriendo en el equipo, para ello se ha realizado un Match de la eficiencia de la bomba, las

características de este reservorio altera en si la eficiencia de la bomba por la migración de finos.

De acuerdo a lo obtenido en las curvas de la eficiencia de la bomba se tiene que el equipo está

operando del rango recomendable de operación en y con buenas condiciones eléctricas.

El equipo opera dentro de rango recomendado de operación, el motor cargado al 51.5%. Se

recomienda verificar corte de agua previo a realizar cualquier incremento de frecuencia,

adicionalmente una actualización del análisis fisicoquímico para ajuste de la dosificación de

anticorrosivo y anti escala.


79

Figura 32: Comportamiento de las curvas de eficiencia de la bomba en el pozo PLAC-39H


4.3.3. Ejemplo de aplicación en pozos con presencia de gas

El calor del fondo del pozo hace que la viscosidad del fluido reduzca, haciendo más fácil de

circular, pero al mismo tiempo aparece gas en solución, el cual incrementa la posibilidad de que

se produzca el bloqueo por gas. Las condiciones del pozo hacen que las alarmas se alteren

contantemente.

Cuando el gas libre entra al primer impulsor de la etapa, esto toma un espacio y restringe la

eficiencia volumétrica en la bomba. El resultado es una declinación en la producción esperada. De

hecho si el ojo de los impulsores están llenos de gas, la bomba se bloqueara y puede dejar de

producir, adicionalmente, como el gas es de poco peso, el impulsor no puede impartirle demasiada

fuerza centrífuga, por lo tanto la bomba no puede desarrollar mucha altura de elevación con un

fluido liviano.

80

Tomando esas consideraciones se ha elaborado un tabla de los valore máximos y mininos

donde la curva de tendencia fluctúa en cada uno de los parámetros, considerando que esta tabla

indica los valores del recorrido de todo el años. Donde los valores de las limitaciones pueden variar

según el evento que se esté analizando:

Tabla 14: Delimitación de rangos para cada uno de los parámetros cuando se existe presencia de gas


Rango Presión de

Intake

Presión

de

descarga

Temperatura

del motor

Temperatura


Máximo 2996 3900 275 242 14 124 2

V. medido 2552 3768 260 235 13 122 0

Mínimo 2000 3574 250 230 11 120 0,1 (0) Alarma desactivado


A continuación se realiza la delimitación de los rangos para cada uno de los parámetros, según

el tipo de evento que se haya presentado se va analizar su comportamiento con los máximos y

mínimos.

81

(*)El comportamiento de la línea de tendencia de la frecuencia tiene un valor aproximado de 120 Hz por lo cual no se

observa en la pantalla de las curvas.

Figura 33: Delimitación de las curvas de tendencia para el pozo PLAC-017H en el campo Palo Azul


0

800

1600

2400

3200

4000

180

212

244

276

308

340

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Pre

ss

ure

(p

si)

Te

mp

era

ture

(ºF)


Amps Frequency (HZ)

0

10

20

30

40

50

35

43

51

59

67

75

02/05/19 03/22/19 05/07/19 06/22/19 08/06/19 09/21/19 11/05/19 12/21/19 02/05/20

Cu

rre

nt

(Am

ps

) Fre

qu

en

cy

(HZ

)




PIP: límites max=2990, min=2000




El pozo estuvo apagado en

los días del Paro Nacional

PDP PIP

TM

TI AMP

Hz

Leyenda: líneas de

máximo y

mínimo para cada

parámetro

82

Después de analizar y configurar las alarmas se tuvieron las siguientes alteraciones en cada

uno de los parámetros.


[email protected]



07/11/2019 23:11 -> PLAC-017H -> PWF PIP Hi

07/11/2019 22:53 -> PLAC-017H -> Presión Descarga PDP Low

07/11/2019 22:53 -> PLAC-017H -> Status RUN


07/11/2019 22:47 -> PLAC-017H -> Motor Amps AMP Low

07/11/2019 22:47 -> PLAC-017H -> Frecuencia HZ Low


07/11/2019 22:41 -> PLAC-017H -> PWF PIP Hi





07/11/2019 22:35 -> PLAC-017H -> Status STOP




07/11/2019 22:29 -> PLAC-017H -> Status RUN


















07/11/2019 21:59 -> PLAC-017H -> Temperatura Motor MTMP Hi


83



07/11/2019 21:53 -> PLAC-017H -> Temperatura Motor MTMP Hi

07/11/2019 21:53 -> PLAC-017H -> Status STOP




Observando el comportamiento de las líneas de tendencia se observa una marcada desviación

de la operación normal. La temperatura del motor en funcionamiento fluctúa entre 275 y 250 ° F;

se produce un pico repentino que sobre pasan de los limites es ahí que se activa automáticamente

la alerta y no si no se tiene precaución de esto se podría llevar a complicaciones mayores, luego la

temperatura del motor se va estableciendo la tendencia y las operaciones continúan como antes.

La figura 2 también muestra que la operación en general se caracteriza por un amperaje y

una frecuencia inestable, que la mayoría de las veces se mantiene dentro de un rango de 14 a 11

A, pero que tiene caídas repentinas de 10 A y luego una recuperación rápida a la operación estable.

Generalmente la frecuencia permanece sobre los 120 Hz en esta grafica no se puede observar bien,

ya que el rango de apreciación tomada es muy pequeño

4.3.3.2. Análisis de eficiencia a través de comportamiento de las curvas en los equipos BES.

Para tener mayor detalle los eventos que se está efectuando en la bomba y conocer su curva

de eficiencia se realizó un Match de la bomba obteniendo así los siguientes resultados.

Actualmente se encuentra operando en RANGO produciendo 1997 BFPD con 96% BSW a una

frecuencia de operación de 122 (61) Hz, PIP = 2402,3 psi; con la simulación realizada a la misma

frecuencia dio como resultado Q = 1995,154 BFPD, PIP = 2405,084 psi.

84

De acuerdo al análisis para este pozo hay la posibilidad de incrementar frecuencia (1Hz)

considerando tiempo de aceleración más de 5 horas, posterior a esto se debe realizar pruebas largas

de producción para poder verificar las nuevas condiciones del reservorio y equipo ESP.

Figura 34: Curva de eficiencia de la bomba para el pozo PLAA-030BT en el campo Palo Azul.


Además de los problemas reconocidos en los ítems anteriores se podría encontrar otros que

pueden generar inconvenientes asociados a las bombas electrosumergible, por lo cual se propone

implementar un monitoreo de alarmas inteligentes mediante en software.

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

En el campo Palo Azul el mayor inconveniente que se registraron es de la intervención

de los pozos para realizar pulling del equipo BES, analizando dichos eventos se conoció

que el 47% es por falla mecánica, 35 por falla electrónico y 18% por falla de formación.

En los pozos del campo Palo Azul la mayor afectación es por migración de finos en un

50%, en 16% de los pozos no tiene datos del sensor, 13% son considerados como pozos

85

estables, 10% de los pozos tienen problemas por Bloqueo por gas y en menor afectación

la temperatura del motor y el taponamiento del intake.

La migración de finos es uno de los problemas más notables en los pozos del campo

Palo Azul, esta afectación es debido a la migración de mineral conocido que caolinita

(Anexo 8) que fluye junto con el petróleo afectando la producción y también afectando

al reservorio es por ello que se realzan limpiezas, este evento es más notable en los

pozos del well pad norte.

En los nuevos pozos se podría presentar inconvenientes en las líneas de tendencia

dependiendo del grado de afectación de acuerdo al problema que se tenga como la

migración de finos y bloqueo de gas y otros problemas analizados en la sección anterior.

las alarmas establecidas para el pozo PLAC-017 se activaron de manera constante, se

tuvo alarma de presión de intake subiendo, presión de descarga bajando y amperaje con

alteraciones muy pronunciadas lo cual se determinó que es por la presencia de gas.

La presencia de finos altera el comportamiento de las curvas de tendencia, para lo cual

en el pozo PLAC-039 se produjo alarmas en la tendencia de la presión de intake (baja)

y en el amperaje (baja y sube), estos dos parámetros son más notables, la presión de

intake va descendiendo y el amperaje tiene alteraciones de picos altos y bajos.

La implementación de un sistema de monitoreo y vigilancia acorde al comportamiento

de las líneas de tendencia brindara un impacto positivo prolongando la vida útil de una

bomba electrosumergible.

Uno de los análisis de la variación de las tendencias cuando existe un aumento de la

temperatura un escenario de optimización es subir la frecuencia del variador para

86

aumentar la velocidad del fluido al rededor del motor y con esto ayuda a la refrigeración

del equipo.

Recomendaciones

Al momento de definir los rangos para cada uno de los parámetros se debe tomar en

cuenta la variación de la tendencia para cada caso, al tomar rangos muy pequeños en el

comportamiento de la curvas de tendencia el software activara una advertencia y esto

genera exageración de alertas en el correo y se descarta la posibilidad de ser analizado

por parte del técnico.

Dado que la identificación de tendencias constituye un paso previo a la generación de

modelos basados en el conocimiento experto, se recomienda que para estudios futuros,

se considere la generación de algoritmos basados en la lógica difusa para la prevención

de fallas, los cuales permitan la prevención de fallas e identificaciones de condiciones

que generan las mismas.

Antes de proponer un incremento de frecuencia, se recomienda evaluar todas las

limitaciones tanto en carga como en potencia, además verificar el historial para saber

cómo el pozo ha reaccionado ante dichos incrementos.

Para el monitoreo y uso de alarmas en tiempo real de los pozos se recomienda realizar

el sesteo de los parámetros como amperaje, voltajes, corrientes y presiones en conjunto

con el técnico de cada fabricante de las bombas, de esta manera se tendrá un mejor

control de comportamiento de los pozos y se evitara la generación de alarmas

innecesaria.

Dentro de la estadística de causas de falla se encontró un gran número de equipos BES

que fallaron debido a procedimientos operacionales, por lo que se debería tomar en

87

cuenta esta población de pozos para analizar, modificar, reforzar dichos procedimientos

operacionales, para la reducción de fallas por este tipo de causas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Trujillo, M. (2018). Escuela politécnica nacional.

89

ANEXOS

Anexo 1: Diagrama mecánico PLAN-029

90

Anexo 2: Diagrama mecánico PLAC-039

91

Anexo 3: Diagrama mecánico PLAC-017

92

Anexo 4: Tabla de eventos suscitados en el campo Palo Azul

Anexo 5: Tabla de matriz de los diferentes patrones

BLOQUE WELL PAD POZO TIPO DE BOMBA FECHA DE INICIO FECHA FINAL FALLAS

18 WELLPAD NORTE PLAN-055 HAL 21-nov-18 24-nov-18 DESBALANCE DE FASES Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELLPAD NORTE PLAN-049 HAL 15-nov-18 06-dic-18 POSIBLE EJE ROTO Y ATASCAMIENTO

18 WELLPAD C PLAC-046 ALKORAYEF 05-ene-19 24-ene-18 PESCADO POR DESPRENDIMIENTO DE TUBERIA

18 WELLPAD NORTE PLAN-053 HAL 05-ene-19 10-feb-19 BAJO AISLAMIENTO

18 WELLPAD C PLAC-046H HAL 22-ene-19 22-feb-19 PESCADO POR DESPRENDIMIENTO DE EQUIPO

18 WELLPAD B PLAB-009 SCHLUMBERGER 25-feb-19 01-mar-19 DESBALANCE DE FASES Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELL PAD NORTE PLAN-054 HAL 12-mar-19 28-mar-19 ATASCAMIENTO Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELLPAD C PLAC-038 NOVOMET 28-mar-19 02-abr-19 EJE ROTO

18 WELL PAD NORTE PLAN-058 HALL 31-mar-19 02-abr-19 LIMPIEZA

18 WELL PAD NORTE PLAN-057 HALL 05-abr-19 22-abr-19 HUECO EN TUBERIA, EQUIPO CON GIRO TRABADO

18 WELL PAD NORTE PLAN-054 HALL 11-abr-19 24-abr-19 DESBALANCE DE FASES Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELLPAD D PLAD-019 SCHLUMBERGER 28-abr-19 08-may-19 DESBALANCE DE FASES Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELL PAD NORTE PLAN-049 BAKER 04-may-19 07-may-19 LIMPIEZA

18 WELL PAD NORTE PLAN-053 HALL 18-jun-19 24-jun-19 LIMPIEZA

18 WELLPAD D PLAD-033 SCHLUMBERGER 08-ago-19 23-ago-19 HUECO EN TUBERIA, COMUNICACIÓN TUBING-CASING

18 WELLPAD D PLAD-034 SCHLUMBERGER 23-ago-19 29-ago-19 DESBALANCE DE FASES Y BAJO AISLAMIENTO

18 WELL PAD NORTE PLAN-029 HALL 08-nov-19 16-nov-19 EJE ROTO

EVENTOS SUSCITADOS EN EL 2018-2019

CAMPO POZOSFast Draw

Down

Lock

PerforationGas Lock HT Motor HLimit Motor

ITemperature

Reservoir

Pump

Intage Plug

Maybe

Choke

Plug

Incremento

PIPEje roto

Sin

Datos del

Sensor

Casos

PALO AZUL Palo Azul 016 8 19 9 0 0 9 5 2 39 1 7 Migracion de Finos

PALO AZUL Palo Azul 030 1 3 30 0 0 2 2 2 17 0 4 Bloqueo por Gas

PALO AZUL Palo Azul 002 1 8 3 0 3 1 0 0 7 2 4 Pozo Estable





PALO AZUL Palo Azul 010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 362 Sin Datos del Sensor





PALO AZUL Palo Azul 038 16 23 7 2 0 10 11 15 41 2 86 Fast Draw Down




PALO AZUL Palo Azul 012 4 10 5 351 0 3 3 3 9 2 4 T Motor Alto









PALO AZUL Palo Azul 044 20 14 5 0 0 18 13 12 16 3 108 Fast Draw Down

PALO AZUL Palo Azul 029 6 9 3 0 0 0 7 4 36 1 21 Taponamiento del Intake












93

Anexo 6. Trabajos de workover realizados en el año 2018-2019

No POZO OBJETIVO DEL WO TRABAJO RESULTADO OBJETIVO DEL WO TRABAJO RESULTADO

2 PLAB-002 PRINCIPAL: PULLING BES POR FASES DESBALANCEADAS

ALT # 01: EVALUACIÓN ARENA T & HOLLIN POR SEPARADO.

PULLING BES SATISFACTORIO

5 PLAB-005 PULLING BES POR POSIBLE COMUNICACIÓN TUBING-CASING.

REDISPARAR EL INTERVALO DE 10529'-10547'.

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

SATISFACTORIO

6 PLAB-006 PRINCIPAL:CORRER REGISTROS ELÉCTRICOS. REDISPARAR LOS

INTERVALOS 10578' - 10592' (14') Y 10610’ – 10644’ (34’) DE LA ARENA

“HOLLÍN” Y REALIZAR FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO. EVALUAR Y

BAJAR SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

ALT # 01: BAJAR EQUIPO BES

PULLING BES SATISFACTORIO

8 PLAB-008 Pulling BES y limpieza a los punzados en el intervalo: 10462’ – 10490’ (28’) con

cámaras al vacío.

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

SATISFACTORIO

9 PLAB-009 Pulling equipo BES por desbalance de fases PULLING EQUIPO BES POR BAJO AISLAMIENTO PULLING BES Incrementa el BSW de 94% a 94,2%

12 PLAD-012 REPARAR EQUIPO BES PULLING BES SUSPENDIDO

21-dic-2017 06:00

RE-INICIO OPERACIONES

2-enero-2018 CON RIG TRIBOILGAS-104.

SATISFACTORIO

16 PLAA-016 REALIZAR LIMPIEZA A LA BOMBA ELECTROSUMERGIBLE CON CTU,

SIN TORRE.

LIMPIEZA EQUIPO BES Pozo para reacondicionamiento

17 PLAC-017 SACAR EQUIPO BES. MOLER CIBP @ 10586 FT. REALIZAR RE-

DISPAROS CON CAÑONES DE ALTA PENETRACIÓN EN LA ARENA

HOLLÍN EN EL INTERVALO: 10572´- 10602' (30'). BAJAR CIBP @ 10618

FT Y TAPÓN DE CEMENTO CON DUMP BAILER. ARMAR Y BAJAR

COMPLETACIÓN EQUIPO BES.

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

Se aisla intervalo inferior. Se esta evaluando avance de agua BSW 94%

19 PLAD-019 PRINCIPAL: PULLING EQUIPO BES

ATERNO No 1: PESCA DE EQUIPO BES HALL 538-5500. REDISPARAR

LOS INTERVALOS DE HOLLÍN 10665’–10670’ (5’) Y 10674’–10681’ (7’).

AISLAR HOLLÍN INTERVALO INFERIOR CON CIBP DE 7" @ +/-

10684FT

PULLING BES Se realiza maniobras de pesca sin éx ito. BHA empleados arpón y zapata de

fricción con extensión 20 ft. Presencia de cable. Suspenden Operaciones

Oficio Nro. PAM-APA-2019-0089-OFI

21 PLAB-021 PULLING BES (RECUPERAR TUBERÍA) PULLING BES SATISFACTORIO

24 PLAD-024H PULLING DE EQUIPO BES. REDISPARAR EL INTERVALO DE 10686 FT

– 10704 FT

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

SATISFACTORIO

27 PLAA-027WDW REALIZAR LIMPIEZA CON COILED TUBING A LOS PUNZADOS DE LA

CARA DE LA FORMACIÓN DEL POZO REINYECTOR CON

SOLVENTES Y ÁCIDOS PARA MEJORAR LA ADMISIÓN.

Estimulacion SATISFACTORIO

29 PLAN-029 RE DISPARAR EL INTERVALO DE HOLLÍN 10636’ - 10644’ (8'). REALIZAR

ESTIMULACIÓN MATRICIAL Y EVALUAR. EN FUNCIÓN A LOS

RESULTADOS, COMPLETAR CON EQUIPO DE LEVANTAMIENTO

ARTIFICIAL

ESTIMULACION Y/O

FRACTURAMIENTO

SATISFACTORIO PULLING EQUIPO BES POSIBLE DAÑO MECÁNICO PULLING BES

PLAD-032H PRINCIPAL: PULLING BES

ALT # 01: REDISPAROS INTERVALOS : 10434 ft -10440 ft & 10453ft - 10467

ft Y DISPAROS 10440ft - 10447 ft CON CAÑONES DE ALTA

PENETRACIÓN. BAJAR EQUIPO BES

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

SATISFACTORIO

PULLING EQUIPO BES PULLING BES SATISFACTORIO

33 PLAD-033 PULLING EQUIPO BES POR POSIBLE COMUNICACIÓN TUBING-

CASING

PULLING BES SATISFACTORIO PULLING EQUIPO BES CON PESCA POR DESPRENDIMIENTO DE LA

TUBERÍA DE 4 ½”

PULLING BES CON PESCA Se realiza maniobras de pesca, no se recupera BES se tensiona hasta 180

Klbs sin éx ito. Se realiza free point sin éx ito

34 PULLING EQUIPO BES POR DESBALANCE DE FASES Y BAJO

AISLAMIENTO

PULLING BES Se cambia el equipo BES P47 a Hall 5500

36 PLAB-036HST01 PULLING EQUIPO BES. RE DISPARAR 11148 FT A 11163 FT (15 FT) Y

DISPARAR ZONA PRODUCTORA DE HOLLÍN 11163 FT - 11210 FT (47 FT)

CON CARGAS DE ALTA PENETRACIÓN Y CÁMARAS AL VACÍO.

BAJAR EQUIPO BES.

PULLING BES + DISPAROS satisfactorio

RECUPERAR EQUIPO BES. DISPARAR ZONA PRODUCTORA ARENA

HOLLÍN 11577 FT - 11590 FT (13) Y RE DISPARAR 11555 FT – 11577 FT (22

FT) CON CÁMARAS AL VACÍO. BAJAR CIBP @ 11600 FT. ARMAR Y

BAJAR COMPLETACIÓN EQUIPO BES

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

Se dispara intervalos superiores (13 ft). Evaluar BSW.

RECUPERAR EQUIPO BES PULLING BES Rotura de eje entre bomba e intake. Variador limitado a la carga del motor.

Incrementa BSW 1%

39 PLAC-039 RECUPERAR EQUIPO BES. DISPARAR ZONA PRODUCTORA DE

HOLLÍN 10365 FT - 10384 FT (19 FT) Y RE DISPARAR 10389 FT A 10414 FT

(25 FT) CON CÁMARAS AL VACÍO. BAJAR EQUIPO BES.

PULLING BES + DISPAROS

40 PLAC-040 RECUPERAR EQUIPO BES. DISPARAR ZONA PRODUCTORA DE

HOLLÍN 10862 FT - 10867 FT (5 FT) Y RE DISPARAR 10867 FT A 10875 FT

(8 FT). BAJAR EQUIPO BES.

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

SATISFACTORIO

44 PLAD-044 PULLING EQUIPO BES POR POSIBLE COMUNICACIÓN TUBING -

CASING

PULLING BES

46 PLAC-046 PRINCIPAL: PULLING EQUIPO BES.

ALT # 01: LIMPIEZA DE LOS PUNZADOS 10592' - 10600' (8'); 10603' -

10611' (8') & 10631' - 10638' (7') CON CAMARAS AL VACÍO

PULLING BES SATISFACTORIO PULLING EQUIPO BES Y PESCA POR DESPRENDIMIENTO DE LA

COMPLETACIÓN DE FONDO

PULLING BES CON PESCA Por falta de tubería equipo BES queda 1550 ft

48 PLAC-048S1 CON CTU REALIZAR LIMPIEZA ÁCIDA Y PESCA DE LA BOMBA JET

(POR ACUMULACIÓN DE SÓLIDOS). BAJAR NUEVA BOMBA JET Y

EVALUAR EL POZO POR 3 DÍAS CON RESTAURACIÓN DE PRESIÓN

LIMPIEZA BOMBA JET Se toma b'up Pwf 100 Psi y Pr=3700 Psi (Datos erroeneos). Programar

tomar presión estática. Pozo Cerrado por límite economico

49 PLAN-049 PULLING BES. AISLAR SECCION HORIZONTAL DE ARENA HOLLIN.

REDISPARAR ARENA HOLLIN EN EL INTERVALO 11,224’-11,308’ (84’) Y

11,346’-11,480’ (134’). REALIZAR TRATAMIENTO PARA CONTROL DE

FINOS Y CONTROL DE AGUA EN ARENA HOLLIN. EVALUAR Y

TOMAR B’UP. DE ACUERDO A RESULTADOS COMPLETAR CON

SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.

PULLING BES + REDISPAROS LIMPIEZA DE EQUIPO BES Y PUNZADOS ARENA "HOLLIN" CON

UNIDAD COILED TUBING

LIMPIEZA EQUIPO BES Mejora aporte del pozo: Desplaza 10 bls de Volcani Acid II 0,5 bpm 950 psi

51 PLAN-051 REDISPARAR INTERVALO SUPERIOR DE LA ARENA HOLLÍN CON

TÉCNICA TCP CON CARGAS DE ALTA PENETRACIÓN EN LOS

INTERVALOS 11.370'-11.390' (20'); 11.462'-11.496' (34') Y 11.506'-11.552'

(46') PIES MD). BAJAR EQUIPO BES.

PULLING BES +

DISPAROS/REDISPAROS

WO SUSPENDIDO, BHA DE LIMPIEZA QUEDA PESCADO EN

LINER DE 7".

DISPARAR RESERVORIO BASAL TENA EN LOS INTERVALOS (9,021’-

9,048’) MD. BAJAR COMPLETACIÓN SELECTIVA CON SISTEMA DE

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL CON BOMBEO

ELECTROSUMERGIBLE. EVALUAR POR SEPARADO EL

RESERVORIO BASAL TENA Y HOLLIN Y DEJAR ABIERTO A

PRODUCCIÓN EL RESERVORIO QUE PRESENTE MAYOR

PRODUCTIVIDAD Y EN BASE A ESTOS RESULTADOS SOLICITAR

ANTES LOS ENTES REGULADORES LA APROBACIÓN PARA

PRODUCIR EN CONJUNTO DE AMBOS RESERVORIOS.

CAMBIO DE ZONA satisfactorio PULLING BES PULLING BES Pozo monitoreo de las aperturas de camisas de completación inteligente:

Apertura Basal Tena 100 % y Apertura Hollin 90% . No se puede bajar

venturi en el pozo.

PULLING BES. REALIZAR ESTIMULACION MATRICIAL EN ARENA

“HOLLIN”. BAJAR EQUIPO BES.

PULLING BES Garantía de equipo BES (IGAPO). Se evalua Hollin y Basal Tena por

separado. Estimula Arena Basal Tena sin éx ito, no se puede asentar packer.

Estimula Arena Hollin con éx ito se asienta packer con mas peso 15 KLBS

RECUPERAR EQUIPO BES Y COMPLETACIÓN DE FONDO. PULLING BES No se puede recuperar completación de fondo. No engancha pin ON-OFF.

Bombea 20 Bls de N-FLOW Ingresa 3 bls a la formación @ 1200 Psi

PULLING EQUIPO BES POR FASES ABIERTAS Y BAJO AISLAMIENTO

CON RESPECTO A TIERRA.

PULLING BES Reporte de Pulling: Motor presenta desbalance de fases y sin aislamiento.

A la espera reporte de teardown

55 PLAN-055

57 PRINCIPAL: RECUPERAR COMPLETACIÓN DUAL CONCÉNTRICA Y

EQUIPO BES. BAJAR NUEVO EQUIPO BES PARA PRODUCIR

ARENA HOLLÍN

ATERNO No 1: BAJAR EQUIPO BES. REALIZAR RE-DISPAROS CON

TCP CAÑONES DE ALTA PENETRACIÓN EN LA ARENA BASAL TENA

EN EL INTERVALO: 9327 FT - 9334 FT (7 FT) - 9342 FT - 9345 (3 FT)

PULLING BES Se tiene 7 días adicionales por la pesca del equipo de fondo. Corte radial en

la parte inferior recupera pescado y packer recuperable VTP de 7"

58 PLAN-058 PERFORAR POZO DE DESARROLLO PRF Perforacion la realizan en 23 días

Rig moviliza a VHR

REALIZAR LIMPIEZA CON COILED TUBING A LOS PUNZADOS DE LA

CARA DE LA FORMACIÓN DEL POZO REINYECTOR CON

SOLVENTES Y ÁCIDOS PARA MEJORAR LA ADMISIÓN.

LIMPIEZA EQUIPO BES Mejora aporte del pozo: Quimica empleada

- 20 BBL DE N VER SPERSE O

- 20 BBL DE CLAYFIX 5

- 20 BBL DE CLAYSAFE 5

- 20 BBL DE VOLCANIC ACID II

Presiones finales 0.5 bpm @ 392 psi

59 PLAN-059 REALIZAR LIMPIEZA A LA BOMBA ELECTROSUMERGIBLE CON CTU LIMPIEZA EQUIPO BES SATISFACTORIO

20192018

53 PLAN-053

54 PLAN-054

38

32

94

Anexo 7: Alarmas establecidas en el software

Parent Name Point Description Current Value Inhibit Hi

Hi Alarm Setpoint Inhibit Low Alarm Low Alarm Setpoint Alarm

PLAA-016H Vibracion 0.45 0 2.00 0 0.01

PLAA-016H Voltaje VSD 461.00 1 999999.00 1 0.00

PLAA-016H Temperatura Motor 272.20 0 279.00 0 265.00

PLAA-016H Temperatura Intake 235.00 0 242.00 0 225.00

PLAA-016H Temperatura Cabeza 174.50 1 999999.00 1 0.00

PLAA-016H Presion Descarga 3398.00 0 3500.00 0 3187.00

PLAA-016H Presion Cabeza 70.32 1 999999.00 1 0.00

PLAA-016H PWF 1648.00 0 1630.00 0 1260.00

PLAA-016H Motor Amps 44.79 0 55.50 0 39.00

PLAA-016H Temperatura VSD 195.80 1 250.00 1 100.00

PLAA-016H Frequencia 60.00 0 61.00 0 59.00

PLAB-002H Presion Descarga 3552.80 0 3620.00 0 3200.00

PLAB-002H Vibracion 0.00 0 2.00 1 0.00

PLAB-002H Temperatura VSD 105.80 1 999999.00 1 0.00

PLAB-002H Frequencia 53.00 0 54.00 0 52.00

PLAB-002H Motor Amps 77.00 0 80.00 0 73.00

PLAB-002H PWF 1928.70 0 1940.00 0 1900.00

PLAB-002H Temperatura Intake 236.90 0 240.00 0 232.00

PLAB-002H Temperatura Motor 279.30 0 290.00 0 274.00


PLAB-003H Vibracion 0.00 1 2.00 1 0.01



PLAB-003H Motor Amps 71.33 0 74.00 0 69.00

PLAB-003H PWF 1772.00 0 1780.00 0 1720.00

PLAB-003H Presión Cabeza 102.38 1 999999.00 1 0.00

PLAB-003H Presión Descarga 1827.80 1 4000.00 1 1722.00

PLAB-003H Temperatura Cabeza 165.46 1 999999.00 1 0.00

PLAB-009H Voltaje VSD 471.33 1 999999.00 1 0.00

PLAB-009H Motor Amps 21.94 0 25.00 0 19.00

PLAB-009H PWF 0.00 1 1050.00 1 900.00

PLAB-009H Presión Cabeza 90.62 1 999999.00 1 0.00

PLAB-009H Presión Descarga 1679.10 0 2000.00 0 1100.00

PLAB-009H Temperatura Cabeza 201.92 1 999999.00 1 0.00



PLAB-009H Temperatura VSD 0.00 1 999999.00 1 0.00

PLAB-009H Vibración 0.00 1 2.00 1 0.01


95

Anexo 7-B: Alarmas establecidas en el software


Hi Alarm Setpoint Inhibit Low Alarm Low Alarm Setpoint

Alarm

PLAB-036HS1H Motor Amps 77.00 0 79.00 0 72.00

PLAB-036HS1H Presión Descarga 3482.80 0 3800.00 0 3300.00

PLAB-036HS1H Frecuencia 46.10 0 47.00 0 45.00

PLAB-036HS1H Presión Cabeza 96.84 1 999999.00 1 0.00

PLAB-036HS1H Voltaje VSD 369.00 1 999999.00 1 0.00

PLAB-036HS1H Vibración 0.00 0 2.00 1 0.01

PLAB-036HS1H Temperatura VSD 107.60 1 999999.00 1 0.00

PLAB-036HS1H Temperatura Motor 263.80 0 269.00 0 261.00

PLAB-036HS1H PWF 1141.30 0 1350.00 0 1120.00

PLAB-036HS1H Temperatura Cabeza 166.51 1 999999.00 1 0.00

PLAB-036HS1H Temperatura Intake 235.60 0 238.00 0 233.00

PLAC-013S1H Vibración 0.00 1 2.00 1 0.01

PLAC-013S1H Temperatura Cabeza 173.66 1 999999.00 1 0.00

PLAC-013S1H Frequencia 56.50 0 57.50 0 55.50

PLAC-013S1H Motor Amps 28.00 0 31.00 0 25.00

PLAC-013S1H PWF 862.60 0 930.00 0 800.00

PLAC-013S1H Presión Cabeza 70.85 1 999999.00 1 0.00

PLAC-013S1H Presión Descarga 3052.60 0 3200.00 0 2850.00

PLAC-013S1H Temperatura VSD 105.80 1 999999.00 1 0.00

PLAC-013S1H Temperatura Intake 235.23 0 238.00 0 232.00

PLAC-013S1H Temperatura Motor 258.78 0 262.00 0 254.00

PLAC-013S1H Voltaje VSD 446.00 1 999999.00 1 0.00

PLAC-039H Vibracion 1.84 0 2.50 0 0.50

PLAC-039H Motos Amps 72.33 0 74.00 0 68.00

PLAC-039H Temperatura Motor 258.50 0 265.00 0 254.00

PLAC-039H Frecuencia 53.20 0 54.00 0 52.00

PLAC-039H Temperatura Intake 238.40 0 241.00 0 235.00

PLAC-039H PWF 1138.40 0 1160.00 0 1050.00

PLAC-039H Presion Cabeza 99.78 1 999999.00 1 0.00

PLAC-039H Presion Descarga 3682.80 0 3750.00 0 3600.00

PLAC-039H Temperatura Cabeza 177.01 1 999999.00 1 0.00

PLAC-039H Voltaje VSD 418.00 1 999999.00 1 0.00

PLAC-040H PWF 1005.70 0 1065.00 0 900.00

PLAC-040H Motor Amps 32.67 0 37.00 0 29.00

PLAC-040H Presion Cabeza 74.67 1 999999.00 1 0.00

PLAC-040H Frequencia 58.10 0 59.00 0 57.00

PLAC-040H Presion Descarga 3508.00 0 3750.00 0 3400.00

PLAC-040H Temperatura Intake 239.20 0 248.00 0 236.00

PLAC-040H Temperatura Motor 289.80 0 300.00 0 287.00

PLAC-040H Temperatura VSD 104.00 1 999999.00 1 0.00

PLAC-040H Vibracion 0.00 1 2.00 1 0.01

96

Anexo 7-C: Alarmas establecidas en el software


Hi Alarm Setpoint Inhibit Low Alarm Low Alarm Setpoint

Alarm

PLAD-012H Vibracion 0.50 0 2.00 1 0.01

PLAD-012H Motor Amps 43.40 0 46.00 0 40.00

PLAD-012H PWF 1937.20 0 2050.00 0 1890.00

PLAD-012H Presion Cabeza 80.49 1 999999.00 1 0.00

PLAD-012H Presion Descarga 3893.80 0 3950.00 0 3750.00

PLAD-012H Temperatura Cabeza 189.32 1 999999.00 1 0.00

PLAD-012H Temperatura Intake 232.70 0 235.00 0 230.00

PLAD-012H Temperatura Motor 310.50 0 313.00 0 305.00

PLAD-012H Temperatura VSD 109.00 1 999999.00 1 0.00

PLAD-012H Voltaje VSD 434.00 1 999999.00 1 0.00

PLAD-012H Frequencia 57.00 0 58.00 0 56.00


PLAD-024H Motor Amps 63.00 0 66.00 0 58.00

PLAD-024H PWF 1157.90 0 1150.00 0 1050.00



PLAD-024H Vibracion 0.79 0 2.00 0 0.01




PLAD-024H Temperatura VSD 118.00 1 999999.00 1 0.00



PLAD-032H Motor Amps 42.33 0 45.00 0 40.00

PLAD-032H PWF 698.80 0 750.00 0 660.00






PLAD-032H Vibracion 0.23 0 2.00 0 0.01


PLAD-033HH Vibracion 1.29 0 2.00 0 0.10

PLAD-033HH Temperatura Intake 232.90 0 235.00 0 231.00

PLAD-033HH Temperatura Cabeza 195.39 1 999999.00 1 0.00

PLAD-033HH Presion Descarga 3754.70 0 3770.00 0 3330.00

PLAD-033HH Presion Cabeza 217.28 1 999999.00 1 0.00

PLAD-033HH PWF 2043.60 0 2030.00 0 1890.00

PLAD-033HH Motor Amps 81.60 0 83.50 0 78.00

PLAD-033HH Frequencia 55.50 0 56.50 0 54.50

PLAD-033HH Temperatura Motor 241.20 0 244.00 0 238.00

PLAD-033HH Temperatura VSD 116.00 1 999999.00 1 0.00

97

Anexo 7-D: Alarmas establecidas en el software



PLAD-034HH Presion Descarga 3496.40 0 4000.00 0 3268.00

PLAD-034HH Temperatura Cabeza

194.03 1 999999.00 1 0.00

PLAD-034HH Temperatura Intake 233.80 0 236.50 0 230.00

PLAD-034HH Frequencia 44.90 0 46.00 0 43.00

PLAD-034HH Presion Cabeza 150.91 1 999999.00 1 0.00

PLAD-034HH PWF 2565.80 0 2600.00 0 2500.00

PLAD-034HH Voltaje VSD 360.00 1 999999.00 1 0.00

PLAD-034HH Vibracion 0.00 1 2.00 1 0.01

PLAD-034HH Temperatura VSD 113.00 1 999999.00 1 0.00

PLAD-034HH Temperatura Motor 244.90 0 250.00 0 240.00

PLAD-034HH Motor Amps 44.00 0 47.00 0 40.00

PLAN-029H Presion Descarga 4477.00 0 4330.00 0 4200.00

PLAN-029H Temperatura Intake 238.50 0 245.00 0 235.00

PLAN-029H Temperatura Motor 267.10 0 277.00 0 268.00

PLAN-029H PWF 691.00 0 480.00 0 380.00

PLAN-029H VibracionX 0.86 0 2.00 0 0.01

PLAN-029H Vibraciony 0.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-029H Frecuencia 54.60 0 55.50 0 52.00

PLAN-029H Motor Amps 28.57 0 31.00 0 26.50

PLAN-049HS1HP Frecuencia 52.92 0 55.00 0 50.00

PLAN-049HS1HP Motor Amps 30.63 0 33.00 0 28.00

PLAN-049HS1HP PWF 400.00 0 420.00 0 375.00

PLAN-049HS1HP Presion Cabeza 259.41 1 999999.00 1 0.00

PLAN-049HS1HP VibracionX 0.86 0 2.00 1 0.01

PLAN-049HS1HP Presion Descarga 3917.00 0 4150.00 0 3700.00

PLAN-049HS1HP Temperatura Cabeza

113.57 1 999999.00 1 0.00

PLAN-049HS1HP Temperatura Intake 266.50 0 272.00 0 260.00

PLAN-049HS1HP Temperatura Motor 282.10 0 290.00 0 280.00

PLAN-049HS1HP VibracionY 0.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-051HBT Motor Amps 24.00 0 27.00 1 22.00

PLAN-051HBT Presion Descarga 3449.00 0 3490.00 0 3440.00

PLAN-051HBT Presion Intake 233.00 0 240.00 0 200.00

PLAN-051HBT Temperatura Intake 215.70 0 221.00 0 214.00

PLAN-051HBT Temperatura Motor 270.60 0 290.00 0 240.00

PLAN-051HBT Vibracion 0.54 0 2.00 0 0.01

PLAN-051HBT Frequencia 61.00 0 62.00 0 60.00

98

Anexo 7-E: Alarmas establecidas en el software



PLAN-053R1BT Temperatura Cabeza

129.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-053R1BT Temperatura Motor 217.00 0 219.00 0 214.00

PLAN-053R1BT Presión Cabeza 202.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-053R1BT Motor Amps 29.00 0 35.00 0 25.00

PLAN-053R1BT Presion Descarga 3107.00 0 3280.00 0 3000.00

PLAN-053R1BT PWF 195.00 0 260.00 0 170.00

PLAN-053R1BT Temperatura VSD 129.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-053R1BT Temperatura Intake 208.00 0 211.00 0 205.00

PLAN-053R1BT Voltaje VSD 428.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-053R1BT Frecuencia 58.00 0 61.00 0 57.50

PLAN-054H Motor Amps 49.73 0 52.00 0 47.50

PLAN-054H Presion Cabeza 168.05 1 999999.00 1 0.00


PLAN-054H Presion Intake 461.00 0 493.00 0 450.00



PLAN-054H Vibracion X 0.64 0 2.50 0 0.01

PLAN-054H Frequencia 51.50 0 52.50 0 50.50

PLAN-057BT Vibracion Y 0.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-057BT Frequencia 64.52 0 67.00 0 64.00

PLAN-057BT Motor Amps 23.64 0 26.00 0 22.00

PLAN-057BT Presion Cabeza 199.43 1 999999.00 1 0.00

PLAN-057BT Presion Intake 678.00 0 718.00 0 670.00

PLAN-057BT Temperatura Intake 254.40 0 265.00 0 235.00

PLAN-057BT Temperatura Motor 322.90 0 335.00 0 315.00

PLAN-057BT Vibracion X 0.29 1 999999.00 1 0.00

PLAN-057BT Voltaje VSD 0.00 1 999999.00 1 0.00

PLAN-057BT Presion Descarga 3331.00 0 3380.00 0 3300.00

PLAN-059H Motor Amps 28.35 0 31.00 0 24.80

PLAN-059H Presion Cabeza 409.78 1 999999.00 1 0.00


PLAN-059H Presion Intake 856.00 0 430.00 0 370.00



PLAN-059H Vibracion X 0.01 1 2.00 1 0.01

PLAN-059H Frequencia 60.02 0 61.00 0 57.00

99

Anexo 8: Sello caolinitico presente en el campo Palo Azul

100

Anexo 9: Equipos de fondo en el campo Palo Azul

POZO

FIELD ETPS SERIE MODELO MODALIDAD SERIE VOLTS AMPS HP BFPD BSW % BAPD BPPD API GOR

PLAA-016H 267 400 HAL 3000 RENTA 456 2490 55,5 216 2060 98% 2019 41 26,8 6446 100 963 21-jul-18 375 NO NO NO TAURUS

PLAA-030BT 520 400 P3P PAM 450 1715 50 135 92 40% 37 55 20,1 3203 104 429 09-dic-14 1695 SI NO NO RMS

PLAB-002H 520 400 WD 3000 RENTA 560 1860 92,6 287 2657 96% 2551 106 23,5 1512 186 1832 25-mar-18 493 NO NO NO TAURUS

PLAB-003H 312 400 P35 PAM 450 3080 90 432 3687 95% 3503 184 26,0 806 130 1686 29-mar-14 1950 SI NO NO RMS

PLAB-005H 415 400 WD1750 RENTA 450 3250 46 250 25,5 29-ene-18 283 NO NO NO QUICK CONECTOR

PLAB-006S1H 392 400 HAL 330 PAM 456 1135 39 70 27,0 470 16-ene-18 525 NO NO NO ESCORPION

PLAB-008H 306 400 D2400N RENTA 456 2640 52 210 735 90% 662 74 25,6 1587 103 1995 28-mar-18 479 NO NO NO TAURUS

PLAB-009H 126 406 NH(2500-3100)H RENTA 512 3760 39,9 310 3362 94% 3167 195 25,9 1061 102 1495 08-mar-19 145 NO NO NO ESCORPION

PLAB-010S1H 357 400 FLEX 10 PAM 450 2590 41 168 914 92% 841 73 26,0 1073 100 1285 28-sep-15 1402 NO NO NO RMS

PLAB-036HS1H 213 400 HALL5800 RENTA 562 3190 102,5 540 2578 95% 2449 129 25,8 932 150 1141 08-ago-18 357 NO NO NO TAURUS

PLAC-004H 158 538 HAL 1500 RENTA 562 2550 43 180 1105 77% 851 254 26,0 67 81 436 17-dic-17 591 NO NO NO QUICK CONECTOR

PLAC-013S1H 402 400 FLEX 17.5 PAM 450 3550 50 270 1344 93% 1250 94 27,6 68 80 813 08-jun-14 1879 NO NO NO RMS

PLAC-017H 226 406 NH(1600-2300)H RENTA 512 3950 28,3 235 1920 95% 1824 96 27,0 1275 40 2278 18-feb-19 163 NO NO NO TAURUS

PLAC-038H 213 538 HAL 5800 RENTA 512 3190 102,5 540 28,2 2068 04-abr-19 76 NO NO NO ESCORPION

PLAC-039H 177 538 HALL5500 RENTA 562 4250 102,5 720 4160 93% 3869 291 26,6 956 296 1457 27-jun-18 399 NO NO NO TAURUS

PLAC-040H 307 400 D1150N / D1050N RENTA 456 2520 46,6 180 867 71% 616 251 26,5 37 100 1214 04-abr-18 483 NO NO NO RMS

PLAC-046H 136 538 WE 5500 RENTA 560 2533 92,6 391 5480 93% 5118 362 28,1 1196 115 1601 06-feb-19 175 NO NO NO TAURUS

PLAD-012H 154 540 GN 3200 RENTA 562 1906 104 330 2175 96% 2088 87 26,0 2219 96 1987 05-ene-18 572 NO NO NO RMS

PLAD-015H 272 540 HAL 5500 RENTA 562 2017 14-oct-16 938 NO NO NO ESCORPION

PLAD-019H 41+89 538 TE7200+TE5500 RENTA 562 3846 112 696 29-nov-17 256 NO NO NO QUICK CONECTOR

PLAD-023H 158 538 HAL 1500 RENTA 562 1595 102,5 270 1298 92% 1194 104 27,4 747 110 1044 23-jul-16 1103 NO NO NO QUICK CONECTOR

PLAD-024H 202 538 SN2600 RENTA 562 2324 88,1 338 1796 91% 1634 162 26,5 1426 165 411 06-feb-18 540 NO NO NO TAURUS

PLAD-028HH 402 400 FLEX 17.5 PAM 450 1540 90 216 1995 90% 1786 209 26,9 1335 135 1438 02-oct-14 1763 SI NO NO RMS

PLAD-032H 384 400 WD 3000 RENTA 560 2533 92,6 391 1796 92% 1652 144 26,5 2281 137 888 10-jul-18 386 NO NO NO TAURUS

PLAD-033H 132 538 WE5500 RENTA 560 2533 92,6 391 5393 92% 4962 431 26,8 1914 151 1885 25-sep-18 309 NO NO NO ESCORPION

PLAD-034HH 122 538 P47 PAM 562 3470 86 480 4610 97% 4472 138 27,0 4495 138 2264 02-may-15 1551 NO NO NO RMS

PLAD-042AH 444 400 HAL 3000 RENTA 562 2550 57 240 1854 94% 1743 111 26,8 1808 101 516 17-jul-16 1109 NO NO NO ESCORPION

PLAD-044H 136 538 WE5500 RENTA 560 2533 92,6 391 25,8 1877 12-ago-18 310 NO NO NO ESCORPION

PLAN-029H 387 400 HAL 1250 PAM 456 2490 55,5 216 25,2 449 14-feb-18 473 NO NO NO TAURUS

PLAN-049HS1H 343 400 HAL 675 PAM/IGAPO 562 2305 39,5 150 427 70% 299 128 25,7 979 202 519 25-dic-18 218 NO NO NO TAURUS

PLAN-050 364 400 HAL 650A PAM 456 1135 39 70 133 3% 4 129 28,0 70 104 421 31-jul-16 1095 SI NO NO TAURUS

PLAN-051HBT 280 400 HAL 675 PAM 400 2389 38,5 144 454 1% 5 449 25,8 27 215 473 01-oct-18 303 SI NO NO TAURUS

PLAN-052REH 334 400 HAL 850A PAM 562 2245 35 120 373 3% 11 362 29,3 80 120 395 10-dic-16 963 SI NO NO TAURUS

PLAN-053R1BT 343 400 HAL1250 PAM/IGAPO 456 2490 55,5 216 731 1,0% 7 724 24,9 133 105 380 28-jun-19 33 NO NO NO TAURUS

PLAN-054H 289 400 HAL 850A RENTA 562 1275 85,5 180 345 45% 155 190 25,3 1253 110 499 27-abr-19 95 NO SI NO TAURUS

PLAN-055BT 324 400 NHV250 RENTA 406 1980 22 105 104 3% 3 101 23,9 101 191 220 27-nov-18 246 NO NO NO TAURUS

PLAN-056H 357 400 FLEX 10 PAM 562 2110 52 180 242 52% 126 116 24,4 119 305 1059 14-dic-15 1325 SI NO NO ESCORPION

PLAN-057BT 519 400 HALL SF320 RENTA 456 2389 38 144 333 3,0% 10 323 28,0 157 353 740 22-abr-19 100 SI NO NO TAURUS

PLAN-058H 316 400 HAL 1250 PAM/IGAPO 456 2398 38,5 144 320 72% 230 90 23,9 516 466 794 28-oct-18 276 NO NO SI QUICK CONECTOR

PLAN-059H 280 400 HAL 650 PAM 456 2389 38,5 144 321 3% 10 311 27,7 122 336 624 14-nov-18 259 NO NO NO TAURUS

CONECTORES

FECHA

ARRANQUE

EQUIPO

RUN LIFE

PRODUCCIÓNBOMBA MOTOR

CAPSULAPIP (PSI)CAMISA DE

REFRIGERACIÓNY-TOOL

PRESIÓN

CABEZA

(PSI)

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