Embed Size (px)
Citation preview
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
APAREJO DE PRODUCCIÓN
Está conformado por todos los accesorios que junto con la Tubería de Producción
(T.P) son instalados dentro del pozo para que los hidrocarburos fluyan a la
superficie. La extracción de hidrocarburos en una terminación es determinada por
el tipo de fluido y la presión del yacimiento, para lo cual existen diferentes métodos
de explotación a los cuales llamaremos en adelante instalación.
Para yacimientos con características y profundidades diferentes, existen
diferentes tipos de instalaciones como:
Instalación abierta.- Se usa solamente T.P dentro de la Tubería de Revestimiento
(T.R), empleándose en pozos de alta producción y explotándose por espacio
anular o por T.P indistintamente como se ve en la figura. No es recomendable por
los daños que causa a la T.R y a las conexiones superficiales.
Instalación semi-cerrada.- Se utiliza T.P y un empacador para aislar el espacio
anular como se ve en la figura. En nuestro país, es el diseño más empleado para
la explotación de hidrocarburos, permitiendo el aprovechamiento óptimo de la
energía del yacimiento, protegiendo al mismo tiempo las tuberías y conexiones
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
superficiales de los esfuerzos a los que son sometidos, explotándose solamente
por el interior de la T.P.
Instalación cerrada.- En la figura se muestra un diseño similar al anterior, solo
que se le instala una válvula de retención alojada en un niple de asiento,
seleccionando su distribución en el aparejo. El accesorio permite el paso de los
fluidos en una sólo dirección.
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
Para que un pozo productor aporte los hidrocarburos desde el intervalo productor
hacia la superficie, es necesario seleccionar, preparar e introducir un determinado
aparejo, el cual una vez operado descargará los fluidos en forma controlada y
segura.
APAREJO FLUYENTE
Inicialmente los pozos son terminados con este aparejo y aprovechan la energía
propia de los yacimientos productores que serán capaces de elevar los
hidrocarburos hasta la superficie.
Existen dos formas de explotación fluyente:
� Continua.- Se da cuando las características propias del yacimiento permiten la
producción ininterrumpida en superficie de hidrocarburos en estado líquido. Esto
será observado en pruebas a flujo constante, que serán realizadas en las baterías
de separación.
� Intermitente.- Sucede cuando la energía disponible disminuye, por lo cual las
condiciones de flujo cambian y modifican su explotación.
En algunos casos los pozos fluyentes continuos se convierten en pozos fluyentes
intermitentes, esto es, debido a que conforme pasa el tiempo, la presión del
yacimiento disminuye y el gas disuelto en el hidrocarburo se libera, modificando
las condiciones de flujo, lo cual se aprecia cuando el flujo es bache y fluye a
determinados periodos de tiempo.
También los fluidos que aportan los pozos se dividen en dos tipos básicamente:
� Los pozos productores de aceite y gas.- La mezcla ocurre en función de las
características físicas del yacimiento; y la relación que existe entre los volúmenes
de estos fluidos se conoce como la Relación Gas-Aceite (RGA) y es el factor
principal en la explotación de los pozos.
� Los pozos productores de gas.- Manejan altas presiones debido a la propiedad
que tiene ese fluido de expandirse y liberar en el momento una gran cantidad de
energía. Su explotación permite a través de instalaciones de separación y
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
limpieza, recuperar los condensados que el gas tenga asociado, éste es utilizado
en plantas petroquímicas como combustible en algunas maquinarias y para uso
doméstico.
DISEÑOS DE TERMINACIONES DE APAREJOS DE PRODUCCIÓN
FLUYENTES
La terminación de un pozo está encaminada a diseñar el aparejo de producción
más conveniente para la explotación de un pozo petrolero. Buscando con esto
establecer de forma controlada y segura la comunicación entre el yacimiento y la
superficie, cuidando de proteger las T.R que representan la vida del pozo,
aprovechando así óptimamente la energía del yacimiento.
Para esto se debe tomar en cuenta las condiciones de flujo de los intervalos
productores, programas futuros de intervenciones, datos del estado mecánico del
intervalo productor bajo la acción de esfuerzos in-situ que van cambiando
gradualmente durante el agotamiento o caída de presión del yacimiento.
Dependiendo de los accesorios con que sea provista la T.P será el tipo de aparejo,
siendo los más comunes los siguientes:
Pozo fluyendo con T.P franca.- En la figura se muestra la T.P que va colgada y
situada a determinada profundidad sobre el intervalo productor. Los fluidos pueden
ser explotados por dentro y fuera de la T.P, aunque no se recomienda que se
produzca por espacio anular debido a que la T.R sería expuesta a daños por
fricción y corrosión.
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
Pozo fluyendo con empacador.- Conformado por un empacador recuperable o
permanente, una válvula de circulación y la T.P. Con este tipo de terminación se
pueden canalizar los fluidos de producción por la T.P, con esto se protege la T.R
de los daños por fricción y corrosión como se observa en la figura. El flujo y la
presión de los fluidos producidos se controlan por medio de un estrangulador
ubicado en el árbol de válvulas.
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
Pozo fluyendo sencillo selectivo.- En la figura se muestras un aparejo que
consta de un empacador permanente inferior, junta de seguridad y dos válvulas de
circulación. Los fluidos aportados pueden combinarse selectivamente;
explotándose simultáneamente los dos intervalos o aislando uno de ellos. El
diseño de aparejo está sujeto a las condiciones de flujo de los intervalos
productores, así como a programas futuros de intervenciones del pozo y su estado
mecánico.
Aparejo fluyente doble.- Está formado por dos empacadores: uno permanente
inferior y otro recuperable de doble terminación superior; una junta de seguridad;
dos válvulas de circulación y dos T.P como se ve en la figura. Se denomina Sarta
Larga (S.L) a la sección por donde aporta fluidos el intervalo inferior y Sarta Corta
(S.C) por donde fluirá el aceite y gas del intervalo superior. Las tuberías pueden
seleccionarse de igual o diferentes diámetros.
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
Aparejo fluyente doble selectivo.- Este tipo de aparejo utiliza tres empacadores:
dos permanentes, uno inferior y otro intermedio y uno superior recuperable de
doble terminación.
Como accesorios: una junta de seguridad y tres válvulas de circulación con dos
T.P de igual o diferente diámetro, como se observa en la figura.
Por la S.L desalojan los fluidos de los intervalos inferior e intermedio y por la S.C
descargarán los fluidos del intervalo superior. En cualquier tipo de aparejo fluyente
seleccionado, los empacadores de producción son el elemento de sello cuya
finalidad principal es la de aislar el o los intervalos abiertos entre sí, además de
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
evitar la comunicación entre las T.P y la T.R.
ACCESORIOS DE APAREJOS DE PRODUCCIÓN
Las válvulas de seguridad con las cuales se obstruye la
tubería de producción en algún punto abajo del cabezal
cuando los controles superficiales han sido dañadas o
requieren ser completamente removidos. Reguladores y
estranguladores de fondo los cuales reducen la presión
fluyente en la cabeza del pozo y previene el congelamiento
de las líneas y controles superficiales.
Válvulas check que previenen el contraflujo en los pozos de inyección.
Estos instrumentos pueden ser instalados o removidos mediante
operaciones con cable. Ya que estos accesorios son susceptibles al daño,
debe pensarse en una buena limpieza antes de instalar un dispositivo de
control superficial.
SISTEMA DE SEGURIDAD
Los sistemas de seguridad superficial son la primera línea de protección contra
cualquier desgracia en los accesorios superficiales. Estos sistemas generalmente
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
consisten de válvulas cerradas mantenidas abiertas por medio de gas a baja
presión que actúa un pistón. Si la presión de gas es purgada, la acción de un
resorte interno cierra la válvula contra la línea de presión.
EMPACADORES DE PRODUCCIÓN
Empacadores recuperables. Existen diferentes tipos de empacadores de esta
categoría, los cuales van desde empacadores que se anclan con peso hasta
anclados por tensión o anclaje mecánico o hidráulico, dependiendo de las
operaciones que se realicen en los intervalos de producción. La función que
cumplen viene siendo la misma que la de todos los empacadores y sus principios
de operación varían muy poco, estos empacadores pueden ser recupera dos y
reutilizados otra vez aplicándoles un mantenimiento mínimo en cada ocasión
Empacadores permanentes. Como su nombre lo dice, estos accesorios se
colocan en los pozos para que dar en forma permanente, también tienen
accesorios adicionales que permiten utilizarlos como tapones puente temporal,
para cementaciones forzadas, o para realizar fracturas arriba del empaque. Este
tipo de empacadores permite realizar operaciones donde se tienen presiones
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
altas, y en algunas ocasiones dependiendo del tipo de terminación o
mantenimiento que se tenga en un pozo, pueden ser utilizados como retenedores
de cemento para realizar operaciones de cementación forzada en un intervalo de
abandono definitivo, para posteriormente probar un intervalo superior de interés.
Consiste de uno o más elementos de empaque y dos juegos de cuñas, pueden ser
introducidos al pozo mediante tubería de producción o cable conductor con alguna
forma de carga explosiva, manipulación de tijeras o dispositivos hidrostáticos.
Empacador de ancla: Consiste simplemente de un elemento de empaque el cual
puede ser comprimido y de esta manera forzarlo a expenderse hasta la tubería de
revestimiento, por la aplicación de peso sobre el elemento de sello con la tubería
de producción.
Empacadores con paso de desviado: Este otro tipo consiste de un elemento de
empaque alrededor de un aparejo de tubería de producción en adición a algún
dispositivo de paso de fluido a través del elemento de empaque. Estos a su vez
pueden ser clasificados en tipo ancla (BP-2 de Camco) que consta de un elemento
de empaque únicamente o del tipo de agarre de pared con un mecanismo de
desanclaje.
Los empacadores anteriormente citados son utilizados en cámaras de
acumulación en instalaciones de bombeo neumático o para aislar fugas en
tuberías de revestimiento
Empacadores de Cabeza de Control: Este empacador está provisto con un
dispositivo de igualación arriba del mismo, sin que sea necesario levantar la
columna de fluido arriba del empacador y sin desempacar el elemento de sello del
mismo.
Empacadores Hidráulicos: Estos empacadores pueden ser permanentes o
recuperables con cuñas o sin cuñas, generalmente se accionan por presión
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
hidrostática en la tubería de producción, aplicada a través de ella desde la
superficie.
Empacadores Múltiples: Los empacadores múltiples pueden ser de cualquiera
de los tipos antes mencionados. Estos están simplemente construidos para alojar
dos o más aparejos de tubería de producción a través de ellos y pueden ser
colocados por diferentes dispositivos, generalmente son colocados
hidráulicamente, pero también existen algunos tipos que se colocan con la o las
tuberías de producción.
Anclas hidráulicas: Son usadas en conjunto con los empacadores y son
operadas hidráulicamente, una alta presión en la tubería de producción forzará las
cuñas hacia afuera contra la tubería de revestimiento, proporcionando de esta
forma al empacador de una conexión mecánica que lo detendrá evitando cualquier
movimiento entre la tubería de producción y la de revestimiento.
Conexiones superficiales de control
Cada uno de los sistemas artificiales de
producción tiene su sistema de conexiones
superficiales, inclusive puede cambiar
dependiendo del sistema artificial de que se
trate, en el caso del sistema de bombeo
mecánico cambia hasta por el tipo y marca de
cada uno de ellos.
Carlos Daniel reyes Hernández 5° A MAP T/V
Conexiones superficiales para el sistema de bombeo neumático.
-Conexiones superficiales para el sistema de bombeo mecánico
-Conexiones Superficiales para el Sistema de bombeo Electrocentrífugo.
-Conexiones superficiales para el Sistema de bombeo hidráulico.
