Angelo

INTRODUCCIÓN

Generalmente se considera al Bombeo Electrosumergible (BES), como un sistema de extracción artificial para grandes capacidades en lo que respecta a caudal de extracción y profundidad de instalación aplicable a yacimientos que están bajo la influencia de empuje natural de agua o inyección de agua y de bajo GOR. Sin embargo, a través de los años, la experiencia adquirida por las compañías dedicadas al BES conjuntamente con las principales compañías productoras y el continuo desarrollo tecnológico de este sistema, ha permitido reducir los caudales de extracción, producir fluidos de alta viscosidad, en pozos con contenido de gas y altas temperaturas, a tal punto, que ha transformado al mismo en una alternativa

válida para competir con otros sistemas de extracción bajo ciertas condiciones. Este crecimiento tecnológico experimentado por el sistema de bombeo electrosumergible, acompañado por una cada vez más creciente confiabilidad y facilidad de operación, ha contribuido a aumentar considerablemente su uso

en los últimos años. Actualmente en el mundo hay aproximadamente 1.000.000 de pozos productores de petróleo y gas equipados con sistemas de extracción artificial. Un 15 % de estos pozos (150.000), están equipados con Bombeo Electrosumergible.

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 económico. 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 esta 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:

ü Inversión inicial muy alta.

ü Alto consumo de potencia.

ü No es rentable en pozos de baja producción.

ü Los cables se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas.

ü Susceptible a la producción de gas y arena.

ü Su diseño es complejo.

ü Las bombas y motor son susceptibles a fallas.

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

ü 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 practicas 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.

Existen diversos parámetros para la aplicación de este sistema, los cuales son:

Ø Temperatura: limitado por > 350ºF para motores y cables especiales.

Ø Presencia de gas: saturación de gas libre < 10%

Ø Presencia de arena: < 200 ppm (preferiblemente 0)

Ø Viscosidad: limite cercano a los 200 cps

Ø Profundidad: 6000 - 8000 pies

Ø Tipo de completación: Tanto en pozos verticales, como desviados.

Ø Volumen de fluido: hasta 4000 BPD.

El sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) ha demostrado ser una alternativa altamente eficiente para la producción de crudos livianos y medianos en el ámbito mundial, gracias a las ventajas que proporciona en comparación con cualquier otro método de levantamiento artificial. Este sistema posee la capacidad de manejar grandes volúmenes de crudo, desde 150 hasta 100.000 barriles por día (BPD), desde profundidades hasta de 4572 metros. Además de esto, el sistema BES permite controlar y programar la producción dentro de los límites del pozo, a través del empleo del variador de frecuencia. Otro de los beneficios que proporciona este método, es la indicación continúa de las condiciones de presión y temperatura en el pozo, gracias a las señales transmitidas por el censor de presión y temperatura ubicado en el fondo pozo.

"BES". COMPONENTES

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.- Diagrama esquemático de los equipos de superficie y subsuelo.

Descripción del equipo de bombeo Electrosumergible

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.

Figura 2.1.- Vista general de los componentes del sistema "BES"

Figura 2.2 - Distribución de los componentes del aparejo en la forma tradicional como quedan colocados en el pozo.

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 de operación deseadas que permitan impulsar a la superficie el gasto requerido.

Componentes superficiales

Banco de Transformación Eléctrica:

Es aquel que esta constituido por transformadores que cambian el voltaje primario de la línea eléctrica por el voltaje requerido para el motor.

Este

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