Produccion

Introducción

Cuando la energía natural asociada con el petróleo no produce una presión diferencial suficientemente grande entre el yacimiento y la cavidad del pozo como para levantar los fluidos del yacimiento hasta la superficie y las instalaciones, o si no lo levantara a la superficie en cantidad suficiente, la energía del yacimiento debe ser suplementada con alguna forma de levantamiento artificial. En este trabajo se realiza el estudio de bases teóricas del levantamiento artificial por bombeo electrosumergible, componentes, aplicaciones, ventajas y desventajas del sistema (BES), los conceptos básicos del estudio petrofísico que se requieren para su aplicación. Este estudio permite definir y cuantificar los parámetros básicos del yacimiento, mientras que las bases teóricas del método de levantamiento artificial permite comprender el proceso de simulación y selección de equipo del método BES.

El Bombeo Electro sumergible (BES), es un sistema de levantamiento artificial, que se basa en la utilización de bombas de subsuelo de tipo centrífuga de múltiples etapas ubicadas en el fondo del pozo la cual es accionada por motores eléctricos. El bombeo electro sumergible sumergido ha probado ser un sistema artificial de producción eficiente y económico. En la actualidad ha cobrado mayor importancia debido a la variedad de casos industriales en los que es ampliamente aceptado.

La técnica para diseñar las instalaciones de bombeo electro sumergible consiste en: seleccionar una bomba que cumpla los requerimientos de la producción deseada, de asegurar el incremento de presión para levantar los fluidos, desde el pozo hasta la estación, y escoger un motor capaz de mantener la capacidad de levantamiento y la eficiencia del bombeo. El BES se aplica para desplazar volúmenes de crudo con una alta eficiencia y economía, en pozos profundos y en yacimientos potencialmente rentables o con grandes perspectivas, además permite el manejo de altas tasas de fluido. Los parámetros a Controlar en el BES que podemos destacar son: verificación del nivel de Fluido, verificación de la instalación, presiones de cabezal y fondo. Todo esto puede hacerse efectivo mediante gráficos presión del “casing” y medición del nivel de fluido.

La forma de las etapas determina el volumen de fluido que va a ser capaz de manejar la bomba. Por lo general es aplicable cuando se tiene un alto índice de productividad, baja presión de fondo, alta relación agua-petróleo, baja relación gas-liquido

 Método de levantamiento artificial por Bombeo

Electrosumergible (BES).

El bombeo electrosumergible es un método que se comenzó a utilizar en Venezuela en 1958, con el pozo silvestre. Se considera un método de levantamiento artificial que utiliza una bomba centrífuga ubicada en el subsuelo para levantar los fluidos aportados por el yacimiento desde el fondo del pozo hasta la estación de flujo.

La técnica para diseñar las instalaciones de bombeo electrosumergible consiste en: seleccionar una bomba que cumpla los requerimientos de la producción deseada, de asegurar el incremento de presión para levantar los fluidos, desde el pozo hasta la estación, y escoger un motor capaz de mantener la capacidad de levantamiento y la eficiencia del bombeo.

Este es un método de levantamiento artificial altamente eficiente para la producción de crudos livianos y medianos; 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.

Éste ha probado ser un sistema artificial de producción eficiente y económica. En la actualidad ha cobrado mayor importancia debido a la variedad de casos industriales en los que es ampliamente aceptado.

En la industria petrolera, comparativamente con otros sistemas artificiales de producción tiene ventajas y desventajas, debido a que por diversas razones no siempre puede resultar el mejor.

Tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservorio hasta la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba electrosumergible. La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor eléctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente eléctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a través del cable de potencia hasta el motor.

El Sistema BES representa uno de los métodos más automatizables y fácil de mejorar, y está constituido por equipos complejos y de alto costo, por lo que se requiere, para el buen funcionamiento de los mismos, de la aplicación de herramientas efectivas para su supervisión, análisis y control.

 Sus ventajas son:

 Puede levantar altos volúmenes de fluidos

 Maneja altos cortes de agua( aplicables en costa a fuera)

 Puede usarse para inyectar fluidos a la formación.

 Su vida útil puede ser muy larga.

 Trabaja bien en pozos desviados

 No causan destrucciones en ambientes urbanos

 Fácil aplicación de tratamientos contra la corrosión y formaciones de escamas.

 No tiene casi instalaciones de superficie a excepción de un control de velocidad del motor.

 La motorización es eléctrica exclusivamente y el motor se encuentra en la bomba misma al fondo del pozo.

 Su tecnología es la más complicada y cara pero son preferidas en caso de tener que elevar grandes caudales.

 Sus desventajas son:

 Inversión inicial muy alta.

 Alto consumo de potencia.

 No es rentable en pozos de baja producción

Los cables se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas.

 Susceptible a la producción de gas y arena.

 Su diseño es complejo.

 Las bombas y motor son susceptibles a fallas.

 Es un sistema difícil de instalar y su energización no siempre es altamente confiable.

 En cuanto al costo de instalación, es el más alto, pero el mantenimiento de superficie es mínimo y limitado a los componentes electrónicos de los variadores de velocidad y protecciones eléctricas.

Actualmente el Sistema BES presenta un significativo índice de interrupciones, que pueden variar de 1 falla hasta 7 , que pueden durar en tiempo de 2 días a 1 año, producto de fallas debidas a diversas causas, como diseño inadecuado, falla de materiales , fallas en los procesos de fabricación, ensamblaje o instalación defectuoso , imprevisiones en las instalaciones en las condiciones de servicio, mantenimiento deficiente, malas prácticas de operación, con la consecuente disminución de la confiabilidad de los equipos. Adicional a esto, la falta en cada uno de los componentes del sistema BES, evita la posibilidad de interrumpir oportunamente su proceso de gestación. En muchos casos, las faltas del sistema son tratadas superficialmente y no se resuelven efectivamente, ya que las actividades de identificación y control de las causas raíces de dichas fallas no son analizadas, o son realizadas en forma inapropiada. De igual forma, la ausencia de una normativa completa y detallada de los procedimientos adecuados para el manejo, instalación, operación, recuperación y desmantelamiento del sistema, dificulta aun más estos procesos.

 Principio de Funcionamiento

El método de levantamiento artificial por Bombeo Electrosumergible (BES) tiene como principio fundamental impulsar el fluido del reservorio hacia la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba. Este método puede utilizarse para producir fluidos de alta viscosidad, crudos con gas y pozos con alta temperatura.

Una unidad típica convencional del Sistema de Bombeo Electrosumergible se compone básicamente de equipos de subsuelo, equipos de superficie, cables y componentes superficiales. La figura No 1 muestra un diagrama esquemático de los equipos de superficie y subsuelo. El conjunto de equipos de subsuelo se encuentra constituido por la bomba centrifuga, la sección de entrada estándar o el separador de gas, la sección de sello o protector, el motor eléctrico. Entre los cables tenemos: el cable conductor eléctrico, el cable de conexión al motor y el sensor de fondo.

Los equipos de superficie están conformados por el cabezal de descarga, el variador de frecuencia o el controlador de arranque directo, la caja de unión o venteo y por el conjunto de transformadores.

Entre los componentes de accesorios se pueden listar la válvula de drenaje, la válvula de venteo, los soportes en el cabezal, los centralizadores y las bandas de cable

Figura.1.1.Diagrama esquemático de los equipos de superficie y subsuelo

 Equipos de Superficie y Subsuelo

Una unidad típica de bombeo electrocentrífugo sumergido está constituida en el fondo del pozo por los componentes: motor eléctrico, protector, sección de entrada, bomba electrocentrífuga y cable conductor. Las partes superficiales son: cabezal, cable superficial. Tablero de control, transformador.

Se incluyen todos los accesorios necesarios para asegurar una buena operación, como son: separador de gas, flejes para cable, extensión de la mufa, válvula de drene. Válvula de contrapresión, centradores, sensor de presión y temperatura de fondo, dispositivos electrónicos para control del motor, caja de unión, y controlador de velocidad variable. La integración de los componentes es indispensable, ya que cada uno ejecuta una función esencial en el sistema para obtener las condiciones

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