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RAUL EDUARDO MADARIAGAMANUEL ALEJANDRO MENESESJOSE VARGASBOMBEO HIDRULICO TIPO JET-TIPO PISTN1 AGENDAINTRODUCCINPRINCIPIOS FSICOS DEL BOMBEO HIDRULICOTIPO PISTNTIPO JETINSTALACIONES DE SUPERFICIEMODELAMIENTO MATEMTICO DEL PRINCIPIO FSICODISEO ANLISIS DEL PROYECTO B.H TIPO JETEJEMPLO DE DISEO ANLISIS FINANCIEROCRITERIOS PARA LA EVALUACIN ECONMICAHIPTESIS DEL ANLISIS ECONMICOANLISIS FINANCIERO CONCLUSIONESREFERENCIAS BIBLIOGRFICASINTRODUCCINLa forma ms viable y econmica de poner a producir un pozo de petrleo y/o gas pozo es por flujo natural.

A medida que la produccin del pozo declina se hace necesario instalar Sistemas de Levantamiento Artificial (SLA).

Fuente: Editado de http://www.sertecpet.com.ec

1932 Primera bomba hidrulica de fondo instalada. Establecido como Kobe, Inc. Por C.J. Coberly

1972 Kobe, Inc. Corre la primera Bomba jet para producir pozos petroleros.

1984 Kobe, Inc, es comprado por Trico Industries, manofacturera de varillas de Bombeo y varillas de bombas de fondo.

2001 Wearherford Artificial Lift Systems es comprada por Guiberson hydraulic pump product line de Halliburton.

EVOLUCION DEL BOMBEO HIDRULICO1653 La presin ejercida sobre la superficie de un fluidose transmite con igual intensidaden todas las direccionesPRINCIPIOSe basa en As se trasmite presin desde un equipo de bombeo centralizado o individual en la superficie a travs de una tubera llena de lquido, hasta cualquier nmero de pozos petroleros.

Este fluido conocido como fluido de potencia o fluido motor, es utilizado por una bomba de subsuelo que acta como un transformador para convertir la energa de dicho fluido a energa potencial o de presin en el fluido producido que es enviado hacia la superficie.

COMPONENTES EQUIPO DE SUPERFICIE

COMPONENTES EQUIPO DE FONDOBOMBEO HIDRULICO TIPO PISTNEl sistema de bombeo hidrulico tipo pistn es un sistema reciprocante, es decir, que succiona y expulsa el fluido alternadamente, el cual es forzado a salir de un par de cilindros por la accin de cada uno de los pistones.

Fuente: Tesis Evaluacin tcnica de las estrategias de levantamiento artificial implementadas en campos maduros. Diseo de una herramienta software de seleccin Seccin 2.2.5. Bombeo Hidrulico tipo Pistn.BOMBEO HIDRULICO TIPO JETEs uno de los SLA ms sencillos, est compuesto por una bomba Jet.

Fuente: Editada de Conceptos Tericos Jet Pump http://www.oilproduction.net El fluido motriz es bombeado hacia la boquilla.

Al atravesar la garganta se produce un chorro de alta velocidad alta velocidad.

El fluido entra al difusor punto en el cual se mezcla con el fluido de produccin.

Se produce una transferencia de impulso entre la mezcla, lo que causa que sean transportada a superficie.

Fuente: Modificado de House, Juan. Villacreces, Ricardo. Estudio para la Implementacin del Servicio de Bombeo Hidrulico Tipo Jet de la Compaa Ecuapet CA. LTDA. En Petroproduccin. Escuela Politecnica Nacional. Quito Julio de 2010.BOMBEO HIDRULICO TIPO JETINSTALACIONES DE SUPERFICIE DEL BOMBEO HIDRULICO TIPO JETTanque de almacenamiento del fluido motriz o de potencia: Sistema de tanque al cual retorna el fluido motriz mezclado con el de produccin.Mquina Motriz Fuente de potencia del sistema.Bomba de Superficie Puede ser una bomba triplex o multiplex de alta presin, diseada para manejar altos caballos de fuerza.

Fuente: Weatherford

Fuente:http://www.jerehe.com/spain/products/10072210183365.shtmEstacin de control de inyeccin: Reguladores para control individual de presin y caudal.

Lneas de Conduccin: Diseadas para soportar altas presiones y temperaturas de operacin.INSTALACIONES DE SUPERFICIE DEL BOMBEO HIDRULICO TIPO JETFuente: Editado de WeatherfordMODELAMIENTO MATEMTICO DEL PRINCIPIO FSICO

Los fabricantes de bombas Jet ofrecen gran variedad de tamaos de boquillas y gargantas.Fuente: Editada de Hydraulic Jet Pump Performance, Luis Gomez, PHD AN: rea de la boquilla. PN: Presin en la boquilla. PPS: Presin de succin. GN: Gradiente de presin. AN: rea de la boquilla. AT: rea de la garganta.MODELAMIENTO MATEMTICO DEL PRINCIPIO FSICOVer Ejemplo de Curvas de Comportamiento Adimensional para Bombas Jet (Fabricante Parker CO) Qs: Tasa de flujo de la produccin. Gs: Gradiente de presin. PD: Presin de descarga. Qs: Tasa de flujo de la produccin. PPS: Presin de succin. Gs: Gradiente de presin.MODELAMIENTO MATEMTICO DEL PRINCIPIO FSICO

MODELAMIENTO MATEMTICO DEL PRINCIPIO FSICODISEO

FUENTE: CURSO DE BOMBEO HIDRAULICO TIPO PISTON JETELABORACION: Weatherford

Para la realizacin de un diseo de una bomba hidrulica se debe tener en cuenta los siguientes aspectos:

Decidir qu tipo de fluido motriz se emplear: petrleo o agua.Escoger el mejor arreglo de tuberas, tanto de inyeccin, produccin y descarga.Seleccionar la mejor bomba de fondo que encaje en la tubera de produccin, y sea capaz de cumplir con los requerimientos del pozo.Elegir si se utilizar una planta central de inyeccin para todos los pozos, o se aplicar un sistema de inyeccin individual.Escoger la mejor bomba superficial para la inyeccin de fluido motriz.Seleccionar la unidad de procesamiento de fluido motriz ms adecuada.Relacin P/E

DISEOEl ejemplo plantea la prestacin del servicio de bombeo hidrulico tipo jetANALISIS DEL PROYECTO DE BOMBEO HIDRULICO TIPO JET

PROCEDIMIENTO BSICO Y EJEMPLO DE DISEO (TIPO JET)Datos de pozo :

Casing = 7 , 35 lb/ftTubera de inyeccin = 2 3/8, ID 1.995Tubera de retorno = Anular Casing TubingProfundidad de asentamiento de la bomba = 5500 5000 ftPr = 1540 psi, qmax = 1370 bpdTemperatura de fondo = 130 FTemperatura de superficie = 90 FDatos de produccin

Presin de separador = 100 psiLneas de flujo = 200 ft, 4, Sch 40Rata de produccin deseada = 500 bpdCaractersticas de fluido y PVT

Gravedad especifica del petrleo = 0.82Gravedad especifica del agua = 1.03Gravedad especifica del gas = 0.75Viscosidad del petrleo = 2.5 cstViscosidad del agua = 0.65 cstPresin de burbuja = 1600 psiCorte de agua = 30%GOR= 150 scf/BblSOLUCINConstruir la curva de afluencia de fluidos de la formacin. La siguiente figura muestra la curva IPR para el ejemplo.FIGURA 1.11 CURVA IPR PARA EL EJEMPLO DE DISEOFUENTE: Los AutoresSOLUCIN2. Determinar el gradiente de presin del fluido producido (succin) del fluido motriz.3. Determinar la mnima rea anular de la succin para evitar la cavitacinSOLUCINSeleccionar de los varios fabricantes una boquilla y una garganta cuyo valor de rea anular de la garganta sea mayor o igual al calculado en el paso 3.

Para este caso se elige la boquilla 7 de National (0.0169). Con boquilla 7 y garganta 7 conseguimos una relacin de rea (0.0103/0.0271) igual a 0.4.

SOLUCIN5. Escoger un valor para la presin superficial de inyeccin.Usualmente se escogen valores entre 2000 y 4000 psi; para pozos profundos. Para el ejemplo se escoge el de 2500psi.6. Calcular la presin y el caudal en la boquilla7. Caudal de descarga de la mezcla de fluidos.

SOLUCIN. Corte de agua de la descarga

. GOR de la descarga. Viscosidad de la mezcla en la descarga

SOLUCIN8. Calcular la presin de descarga9. Calcular la razn adimensional de presionesEl clculo se realiza usando las propiedades de la descarga y cualquier correlacin de flujo multifsico: Pd= 1780 usando Hagedon and Brown

10. Calcular la razn adimensional de flujo msico

SOLUCIN

1.040.317SOLUCIN11. Verificar el valor de la razn de flujo msico. M=1.04 para R=0.25, M=0.789 del paso 10

12. Regresar al paso 7 Luego de tres iteraciones se consigue:

M=1.10 para R=0.25 y Qs=678BPD

SOLUCIN13. Calcular el rea de la garganta y seleccionar el tamao correcto Usar las tablas de tamaos de boquilla y garganta del fabricante seleccionado. Escoger la garganta cuya rea sea ms cercana al rea calculada.

Por lo anterior, se selecciona la garganta No. 9 (Bomba 7C)

SOLUCIN14. Determinar la tasa de flujo lmite para evitar la cavitacin.15. Calcular el caballaje requerido en superficie para la bomba multiplex. Se asume un 90% de eficiencia para la bomba triplex. Seleccione una bomba triplex o multiplex con una potencia igual o mayor a la potencia requerida.

SOLUCIN16. Repetir el procedimiento para diferentes presiones y tasas de produccin.

Mantener los mismos valores de geometra de la bomba.

Trazar los valores de presiones y tasas de produccin, a la presin constante de inyeccin.

Si el punto de diseo, no es el punto de interseccin entre las curvas de entrada y salida de flujo, repetir el procedimiento desde el paso 3 cambiando la presin de inyeccin.

SOLUCIN

FUENTE: HYDRAULIC JET PUMP PERFORMANCE, LUIS GOMEZ, PHDANALISIS FINANCIERO

El objetivo de la evaluacin econmica del presente estudio es determinar si el proyecto es viable o no y cul es el beneficio econmico que generar el.

CONSIDERACIONES DEL ANLISIS ECONMICOSe estima una tasa de actualizacin mensual 1,46%.

Lifting Cost $ US 28,5 / Bbl.

Regalas 20%

No intervienen los impuestos fiscales

No se considera devaluacin monetaria durante los dos aos de duracin del proyecto.

El precio de venta es de $ US 60

Inversiones $ US 450.000

MESQlBPDQoBPDQwBPDGANANCIAS$US/BblLCo$US/BblLCw$US/Bbl1500350150$638.610,0$210.000,0$2.700,02491344147$627.493,9$206.344,6$2.653,03487341146$622.008,6$204.540,8$2.629,84483338145$616.571,3$202.752,8$2.606,85479335144$611.181,5$200.980,4$2.584,06474332142$605.838,8$199.223,5$2.561,47470329141$600.542,8$197.482,0$2.539,18466326140$595.293,1$195.755,7$2.516,99462323139$590.089,3$194.044,5$2.494,910458321137$584.931,0$192.348,2$2.473,011454318136$579.817,8$190.666,8$2.451,412450315135$574.749,3$189.000,1$2.430,0$7.247.127,5$2.383.139,6$30.640,4GANANCIAS 7.247.127,50 REGALIAS 1.449.425,50 COSTOS DE PRODUCCION 2.413.780,00 EQUIPOS 450.000,00 RENTABILIDAD 2.856.120,00 EVALUACION FINANCIERA

MESQoBPDINGRESOSEGRESOS1350720.000,00557.700,002344707.467,20208.997,593341701.282,80207.170,624338695.152,50205.359,635335689.075,80203.564,466332683.052,20201.784,997329677.081,20200.021,078326671.162,50198.272,579323665.295,40196.539,3610321659.479,70194.821,3011318653.714,80193.118,2612315648.000,30191.430,108.170.764,40 2.758.779,95Fuente: los autores.EVALUACION FINANCIERA

Inters12%Inversiones$450.000,00FlujoNetoEfectivo$2.738.922,03 = + (1 + )0 = + (1 + )VALOR PRESENTE NETO.TASA INTERNA DE RETORNO./=RELACIN BENEFICIO /COSTO.PAY BACK

1 AO 2.738.922,03X$450.000,00EVALUACION FINANCIERA

VALOR PRESENTE NETO $2127.626,9 TASA INTERNA DERETORNO4,674%RELACINBENEFICIO/COSTO2,96 PAYBACK 37diasEVALUACION FINANCIERA

PROBLEMAS Y SOLUCIONES EN BOMBAS JET PARKER CO.

IndicacinCausaSolucinCada de produccin condiciones de superficie normalesa.) Cambio de condiciones fluyentes en pozob.) Dao en garganta o difusorEfectuar toma de presin fondo y redisear bombaRecuperar bomba de subsuelo y repararSin incremento de produccin cuando la presin de operacin aumenta.Garganta presenta picadurasCavitacin en garganta o produccin de gas alta.Dao en garganta o difusorDisminuir presin de operacin o instalar garganta de mayor dimetroReparar partes defectuosasDao en garganta en superficie de acabadoDiseo en produccin no se ajusta a condiciones realesErosinDatos de diseo no adecuados o problemas mecnicos.Instalar jet y garganta de mayor dimensin y reducir velocidad.Revisas datos de diseo o chequear estado mecnico en completacin de pozoPROBLEMAS Y SOLUCIONES EN BOMBAS JET PARKER CO.

IndicacinCausaSolucinIncremento repentino en la presin de operacin con inyeccin de fluido motriza.) Taponamiento parcial en el nozzleb.) Acumulacin de parafina u obstruccin en la lnea de fluido motrizRecuperar bomba de subsuelo y repararEfectuar limpieza con solvente en lnearepentina disminucin de presin de operacin-fluido motriz constante o incremento de fluido motriz presin de operacina.) Falla en la tubera de produccinb.) Daos en sellos o ruptura en nozzleChequear tubera de produccinRecuperar bomba de subsuelo y repararIncremento repentino en la presin de operacin sin inyeccin de fluido motrizTaponamiento parcial en el nozzleRecuperar bomba de subsuelo y repararCONCLUSIONES

Este sistema es ideal en pozos desviados, practico en pozos verticales y en localizaciones inaccesibles para ratas y profundidades que lo justifiquen.El equipo se puede utilizar con ventajas en pozos profundos y an en pozos superficiales con grandes ratas.Tericamente el bombeo hidrulico aparece como la solucin a todo tipo de produccin artificial de pozos petroleros. Sin embargo, factores prcticos, como contaminantes en el aceite, arena, agua y slidos en suspensin, depositacin de parafinas en las tuberas y en general el excesivo costo de tratamiento particularmente cuando la produccin posee alto corte de agua hacen que su atractivo sea menor.CONCLUSIONES

El sistema de bombeo hidrulico de tipo pistn es una opcin eficiente para la produccin en yacimientos bajo las condiciones especificadas anteriormente, con la posibilidad de mantenimientos reducidos, control de produccin desde superficie, y produccin de gas.

El bombeo de tipo pistn ha entrado en desuso por la complejidad del mecanismo interno y la imposibilidad de llevar a cabo un mantenimiento in situ, junto con las eficiencias comparadas de otros mecanismos ya existentes.REFERENCIAS BIBLIOGRFICASVillacreces, Ricardo. House, Juan Estudio para la Implementacin del Servicio de Bombeo Hidrulico Tipo Jet de la Compaa Ecojet Ca. Ltda. en Petroproduccin. Quito 2010.Weatherford, Bsqueda Instalaciones del Subsuelo y Configuracin.Melo, Vinicio. Presiones y Prdidas por Friccin en un Sistema Abierto: Folleto Levantamiento Artificial.Gmez, Luis. Variables para la Representacin Matemtica de la Bomba Jet: Hydraulic Jet Pump Performance.Evaluacin Tcnica de las Estrategias de Levantamiento Artificial Implementadas en Campos Maduros. Diseo de una Herramienta Software de Seleccin Seccin 2.2.5. Bombeo Hidrulico tipo Pistn.Cely, Andrs. Pabn, Edgar. Anlisis Nodal y Optimizacin del Sistema de Bombeo Hidrulico tipo jet. UIS Bucaramanga 2001.

gracias