Produccion

pARAMETROS QUE PERMITEN UN POZO FLUYA NATURALMENTE

El empuje de petróleo hacia los pozos se efectúa por la presión natural que tiene el yacimiento. En la práctica se ha determinado que este empuje se puede derivar de la presencia de:

* Casquetes de gas libre

* Volumen de gas libre en el petróleo

* Volumen de agua dinámica subyacente

* Empuje por gravedad

Por lo general se da el caso de que uno de estos mecanismos es preponderante en empujar el petróleo hacia los pozos y la posible presencia de otro podría actuar en forma coadyutoria.

3. MÉTODOS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

Es requerido cuando la presión del yacimiento no es suficiente caudal o no hay flujo de fluido, el proceso consiste en transferir energía al fondo del pozo o disminuir la densidad del flujo en el pozo para reducir la presión hidrostática de la formación.

Cuando la energía natural de un yacimiento es suficiente para promover el desplazamiento de los fluidos desde su interior hasta el fondo del pozo, y de allí hasta la superficie, se dice que el pozo fluye "naturalmente". Es decir, el fluido se desplaza como consecuencia del diferencial de presión entre la formación y el fondo del pozo. Posteriormente como producto de la explotación del yacimiento la presión de éste disminuye, esto implica que la producción de fluidos baja hasta el momento en el cual, el pozo deja de producir por sí mismo. De allí que surja la necesidad de extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicación de fuerzas o energías ajenas al pozo, a este proceso se le denomina Levantamiento Artificial.

Existen diversos Métodos de Levantamiento Artificial entre los cuales se encuentran los siguientes:

Bombeo Mecánico Convencional (BMC),

Bombeo Electrosumergible (BES),

Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP),

Bombeo Hidráulico (BH)

Levantamiento Artificial por Gas (LAG).

A continuación se describen brevemente los Métodos de Levantamiento Artificial mencionados anteriormente:

BOMBEO MECÁNICO CONVENCIONAL.

Este método consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, abastecida con energía suministrada a través de una sarta de cabillas. La energía proviene de un motor eléctrico, o de combustión interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas. El Bombeo Mecánico Convencional tiene su principal aplicación en el ámbito mundial en la producción de crudos pesados y extrapesados, aunque también se usa en la producción de crudos medianos y livianos. No se recomienda en pozos desviados, y tampoco es recomendable cuando la producción de sólidos y/o la relación gas – líquido sea muy alta, ya que afecta considerablemente la eficiencia de la bomba.

Una unidad típica de Bombeo Mecánico consiste de cinco componentes básicos:

a. El Movimiento primario, el cual suministra la potencia del sistema.

b. La unidad de transmisión de potencia o caja reductora de velocidades.

c. El Equipo de bombeo en superficie, el cual se encarga de transformar el movimiento rotatorio (primario) en movimiento

linealmente oscilatorio.

d. La sarta de cabillas, la cual transmite el movimiento y la potencia a la bomba de subsuelo. Aquí también puede incluirse la sarta de revestimiento y la de tubería de producción.

e. La Bomba de subsuelo.

La Unidad de Bombeo en Superficie.

La Unidad de Bombeo en Superficie incluye en sus componentes los ítems a, b ya mencionados en la Sección 1.6.1. Según la geometría de la Unidad, éstas pueden clasificarse como:

• Clase I: comúnmente denominados como Unidad Convencional de Bombeo. Este tipo de unidad se caracteriza por tener el punto de apoyo de la viga viajera cerca de la cabeza del balancín, tal como se muestra en la Fig. 1-15.

Fig. 1-15. Sistema Clase I. Unidad de Bombeo Convencional.

• Clase III: la geometría de este tipo de unidades se caracteriza por tener un punto de apoyo al final de la viga viajera, es decir, lejos de la cabeza del balancín. Dentro de esta clase se ubican las unidades balanceadas por aire y las conocidas como Lufkin Mark II.

La Sarta de Cabillas.

La sarta de cabillas es el sistema que se encarga de transmitir la energía desde el equipo de superficie, hasta la bomba de subsuelo. La selección, el número de cabillas y el diámetro de éstas dependen de la profundidad a la que se desea colocar la bomba de subsuelo y de las condiciones operativas. Por ejemplo, para pozos de profundidad mayor a 3500 pies es común utilizar una sarta compuesta de diferentes diámetros de cabillas.

Las cabillas de diámetro menor son colocadas en la parte inferior

de la sarta, ya que allí la carga de esfuerzos generados es mínima; asimismo las cabillas de mayor diámetro se colocan en la parte superior de la sarta porque allí es donde se genera la máxima cantidad de esfuerzos. Por lo tanto, las cargas máximas y mínimas de esfuerzos esperados durante el ciclo de bombeo deben ser calculados lo más preciso posible, para asegurar que no ocurran fallas en el sistema durante su operación.

Para evitar que ocurran los problemas mencionados anteriormente con la Sarta de Cabillas, el diseño de la misma se realiza generalmente siguiendo la Norma API RP 11L.

La Bomba de Subsuelo.

La Bomba de Subsuelo está compuesta por los siguientes elementos:

a. Cilindro o Barril.

b. Pistón o Émbolo.

c. Válvula fija o Válvula de entrada.

d. Válvula viajera o Válvula de descarga.

La bomba actúa según el movimiento de la sarta de cabillas y de la unidad de bombeo en superficie. Las bombas de subsuelo se clasifican en tres tipos:

a. Bombas Tipo Tubería.

b. Bombas Tipo Inserta.

c. Bombas Tipo Casing (se consideran como una versión de las bombas Tipo Inserta, pero de mayor tamaño).

La diferencia básica entre una bomba Tipo Tubería y una Tipo Inserta es la forma en la cual el cilindro o barril es instalado en el pozo. En el caso de las bombas Tipo Tubería el cilindro es conectado a la parte inferior de la sarta de la tubería de producción, para luego ser introducido en el pozo. Por el contrario, en el caso de las bombas Tipo Inserta el cilindro forma parte del ensamblaje de la bomba

de subsuelo, y es colocado dentro del pozo a través de la sarta de cabillas.

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE.

Este Método de Levantamiento Artificial es aplicable cuando se desea producir grandes volúmenes de fluido, en pozos medianamente profundos y con grandes potenciales.

Sin embargo, los consumos de potencia por barril diario producido son también elevados, especialmente en crudos viscosos. Una instalación de este tipo puede operar dentro de una amplia gama de condiciones y manejar cualquier fluido o crudo, con los accesorios adecuados para cada caso.

El equipo de superficie de este sistema de Levantamiento Artificial cuenta con los siguientes elementos:

a. Banco de transformación eléctrica: constituido por transformadores que cambian el voltaje primario de la línea eléctrica por el voltaje requerido por el motor.

b. Tablero de control: su función es controlar las operaciones en el pozo.

c. Variador de frecuencia: permite arrancar los motores a bajas velocidades reduciendo los esfuerzos en el eje de la bomba, protege el equipo de variaciones eléctricas.

d. Caja de venteo: está ubicada entre el cabezal del pozo y el tablero de control, conecta el cable de energía del equipo de superficie con el cable de conexión del motor, además permite ventear a la atmósfera el gas que fluye a través del cable, impidiendo que llegue al tablero de control.

Los principales componentes del equipo de subsuelo son los siguientes:

a. Motor eléctrico: es la fuente de potencia que genera el movimiento a la bomba para

mantener la producción de fluidos. Se recomienda colocarlo por encima de las perforaciones.

b. Protector o sello: se encuentra entre el motor y la bomba, permite conectar el eje de la bomba al eje del motor. Además absorbe las cargas axiales de la bomba y compensa la expansión o contracción del motor, no permite la entrada de fluidos al motor.

c. Sección de succión: está constituida por la válvula de retención y la válvula de drenaje. La primera de ellas disminuye la presión hidrostática sobre los componentes de la bomba, y la segunda se utiliza como factor de seguridad para circular el pozo de revestidor a tubería de producción o viceversa.

d. Separador de gas: está ubicado entre el protector y la bomba, reduce la cantidad de gas libre que pasa a través de la bomba. Su uso es opcional y se emplea cuando se prevé alta relación gas – petróleo (RGP).

e. Bomba electrosumergible: es de tipo centrífugo–multietapas, cada etapa consiste en un impulsor rotativo y un difusor fijo. El número de etapas determina la capacidad de levantamiento y la potencia requerida para ello. El movimiento rotativo del impulsor imparte un movimiento tangencial al fluido que pasa a través de la bomba, creando la fuerza centrífuga que impulsa al fluido en forma radial, es decir, el fluido viaja a través del impulsor en la resultante del movimiento radial y tangencial, generando al fluido verdadera dirección y sentido del movimiento.

f. Cables trifásicos: suministran la potencia al motor eléctrico, y deben cumplir con los requerimientos

de energía del mismo. Están aislados externamente con un protector de bronce o aluminio, en la parte media un aislante y cada

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