Upload
mauro-encinas
View
7
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Diferentes metodos para levantamiento artificial
Citation preview
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
1/7
Tema "# Tipos de $ombeos
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL DE LA PRODUCCIN
Los pozos productores se clasifican normalmente por el tipo de mecanismo usado para
subir los fluidos producidos en el fondo hasta la superficie. Para el caso de lquidos este
mecanismo puede ser flujo natural (surgencia), o cualquier tipo de levantamiento artificial
(sistemas de bombeo). Para los pozos de gas es siempre flujo natural
Cuando un pozo se abre para la produccin, el petrleo entra en el anular en virtud de la
diferencia de presin entre el anular ! el reservorio. Como la presin se reduce, el gas en
solucin trata de e"pandirse ! las burbujas comienzan a subir a trav#s del lquido, alivianando
la columna de lquido, lo cual, unido a la presin del reservorio, permite en muchos casos queel fluido flu!a naturalmente. $%s tarde, a medida que la presin decae, se necesitar% una
fuente e"terna de energa que a!ude a mantener la productividad.&
Los tipos de levantamiento artificial se usan cuando las presiones del reservorio han
disminuido de suerte que el lquido llega bien al anular, pero no tiene la fuerza para llegar a la
superficie.
Los principales tipos son'
as lift, continuo o intermitente.
Plunger lift ombeo por varillas
ombeo hidr%ulico o neum%tico, con sus bombas
ombas rotativas de desplazamiento positivo
ombas electrosumergibles.
Gas lift#
*e usa en pozos con mu! poca presin o poco gas en solucin. +unque ha! muchos
modos de realizar esta aplicacin, consiste esencialmente en tomar gas de una fuente e" &
terna e in!ectarlo dentro de la columna para alivianar su peso, permitiendo que las burbujasde gas a!uden en el proceso de ascensin.
La operacin consiste en in!ectar gas a alta presin en el espacio entre el casing ! el
tubing, el cual entra al tubing por medio de unas v%lvulas que se abren cuando se alcanza una
determinada presin, relacionada con la profundidad a la cual se encuentran.
La entrada sbita de ese gas a alta presin provoca un desplazamiento hacia arriba del
colchn de lquido. -l fludo producido se compone ahora de gas ! de petrleo, por lo cual
ha! que separarlos en superficie ! volver a comprimir el gas para rein!ectarlo nuevamente.&
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
2/7
Tema "# Tipos de $ombeos
Figura 2.1: Esquema de funcionamiento del gas lift
-ste tipo de levantamiento puede ser continuo o intermitente. -n el gas lift intermitente,la in!eccin se termina peridicamente, permitiendo que el fluido entre al pozo hasta alcanzar
determinados niveles por encima de la v%lvula de gas lift ubicada m%s hacia el fondo. -ste
tipo de instalaciones puede ser mu! eficiente si est% bien dise0ado, ! puede usarse para
producir pozos con presiones de fondo mu! bajas. +unque es relativamente simple de operar,
debe haber disponible una fuente de gas de alta presin. *i no la ha!, los costos de compresin
aumentan los gastos de la instalacin
Plunger lift#
-s particularmente aplicable en pozos de petrleo con relaciones gas&lquido mu! altas,
o en pozos de gas con presiones de fondo mu! bajas ! baja productividad. -l sistema constade un plunger o pistn que sube ! baja por dentro del tubing. 1nternamente el plunger tiene
una v%lvula de desvo que se abre cuando golpea el tope del tubing ! se cierra cuando golpea
el fondo. -l ajuste del plunger con el tubing reduce el resbalamiento del lquido hacia el gas
que est% impulsando su ascenso.
-l golpe del plunger contra el fondo gasifica la columna de lquido ! permite que ha!a
una diferencia de presin que hace fluir los lquidos desde la formacin hacia el pozo, ! desde
el fondo del pozo hacia arriba. -stos sistemas son operados autom%ticamente, o con
controladores de presin pero no son apropiados para pozos de gran volumen.
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
3/7
Tema "# Tipos de $ombeos
Bo!eo "or #arillas#
Figura 2.2: Bomba de tubing
-s con lejos la forma m%s e"tendida de levantamiento artificial. Los componentes
b%sicos son' la bomba de profundidad, las varillas de bombeo que son las que llevan la
potencia desde la superficie hasta la bomba, ! la unidad de bombeo en superficie, que pro&
vee la potencia a las varillas en forma de un movimiento reciprocante.
Operacin:3na bomba de profundidad, simplificada, consiste en un v%stago que se mueve
hacia arriba ! hacia abajo en un barril estrechamente ajustado. -l v%stago contiene una v%lvu&
la de control que permite al fluido fluir hacia arriba pero no hacia abajo. -n el fondo delbarril ha! otra v%lvula que se llama v%lvula de pie. +l comenzar a funcionar el v%stago est%
quieto al fondo de la carrera. La v%lvula viajera ! la v%lvula de pie est%n cerradas.
+ medida que la bomba sube se produce una suerte de vaco que hace abrir la v%lvula de
pie por la cual comienza a ingresar el fluido hasta una determinada capacidad, en donde el
peso del mismo hace cerrar la v%lvula viajera. -ntonces comienza a bajar el v%stago de la
bomba lo cual hace abrir la v%lvula viajera que permite al fluido salir hacia arriba ! ser arras&
trado en la carrera ascendente del v%stago.
ombas b%sicas' la de tubing ! la insertable. La primera es una bomba que est% en el mismo
tubing, es decir, el barril de la bomba es el mismo tubing. La segunda, como su nombre lo
indica, es insertable, es decir, funciona insertada en las varillas, dentro del tubing, por lo cual
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
4/7
Tema "# Tipos de $ombeos
es preferida en caso de pozos profundos, por la facilidad de sacarla ! cambiarla en caso
necesario.
3nidades de bombeo en superficie' *on las que proveen la potencia para que las varillas se
muevan bajando en el pozo ! subiendo con el lquido, convirtiendo el movimiento rotativo de
un motor en uno reciprocante o alternativo de desplazamiento de las varillas. -stas unidades,
de diferentes tama0os, constan de varios elementos. La velocidad de rotacin bastante alta del
conductor primario se reduce primeramente por medio de una correa ! luego por un reductor
de engranajes, para rotar el %rbol a la cantidad deseada de carreras por minuto. La rotacin del
%rbol se convierte mediante una serie de engranajes, eslabones, etc. en movimiento lineal del
v%stago pulido.
3na parte importante del sistema son los contrapesos, que pueden ser colocados en
diferentes posiciones, ! sirven para equilibrar las cargas ! producir un funcionamiento m%s
estable. Cuando la unidad est% apropiadamente balanceada, la carga se minimiza ! se reduce
el consumo de combustible, o de potencia.
5a! varios otros tipos de unidades' las neum%ticas, las hidr%ulicas, las de carrera larga, etc. -n
todas ellas se busca lograr un mejor funcionamiento de la bomba, minimizar los costos
operativos, poder automatizar la operacin en la medida de lo posible, ! reducir el espacio.
Las bombas mec%nicas o de varillas son ampliamente usadas, por sus muchas ventajas
operativas. 6o son apropiadas para pozos profundos, ! tampoco pueden usarse en lasplataformas, debido al peso ! tama0o.
Bo!eo $i%r&uli'o o neu&ti'o( ti"o )o!e#
-s un sistema similar al bombeo mec%nico, en donde la unidad de bombeo va colocada
en el fondo del tubing de produccin. La bomba es similar a la de las varillas de bombeo.
La descarga del motor se mezcla con los fluidos que est% bombeando, los cuales son
llevados hacia arriba por el tubing de produccin. Como el cabezal hidrost%tico sobre la
bomba es la misma altura de fluido a ser bombeada, la nica potencia requerida es para
bombear los fluidos ! vencer la friccin. Cualquier gas que se produzca puede ser e"trado atrav#s del casing, pudi#ndose instalar un separador de gas por debajo de la bomba. -ste tipo
de bombeo fue introducido por la Compa0a 7obe 1nc.
8espu#s de la aparicin de estas bombas, muchas compa0as han desarrollado unidades
de bombeo hidr%ulico, con una gran variedad de dise0os. *on bombas mu! vers%tiles !
eficientes, funcionan a gas o a electricidad, pero necesitan de un circuito hidr%ulico cerrado
por razones de seguridad, lo cual es un costo adicional.
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
5/7
Tema "# Tipos de $ombeos
Bo!as rotati#as %e %es"la*aiento "ositi#o
3n sistema de bombeo relativamente
nuevo en la industria petrolera lo constitu!en
las bombas de cavidad progresiva (PCP). -l
sistema consiste de un rotor construido de
acero plateado al cromo, en forma helicoidal,
que se mueve dentro de un estator de elast&
mero sint#tico con una doble h#lice interna
fija a un alojamiento de acero. La rotacin
del %rbol por medio de un motor el#ctrico en
la superficie causa que el %rbol se estire en
una cierta proporcin para mantenerse en
tensin, lo que ocasiona una cavidad que
contiene fluido, el cual puede levantarse. 3na
vez dentro de la bomba es levantado a causa
de la accin helicoidal.
Los costos de potencia son menores
que las bombas mec%nicas, puede bombear
fluidos m%s viscosos, puede manejar fluidos
arenosos ! al poseer un perfil bajo en su parte
superficial (es decir, la unidad de bombeo ensuperficie es de alrededor de un metro) lo
Figura 2.3: Bombas de cavidad progresiva hace apto para instalaciones en %reas agrcolas
! en %reas urbanas, pero no se puede instalar
en pozos de m%s de :;; metrosdebido a la resistencia a la temperatura del elastmero< su
capacidad lmite es de unos /;; barriles por da de fluido, ! no es mu! conocida dentro de la
industria.
Bo!as ele'trosuergi!les#
*e lo llama tambi#n bombeo centrfugo. -n una instalacin convencional el conjunto de
la bomba ! el motor el#ctrico se bajan al pozo sobre el tubing. La potencia se conecta por
medio de un cable adherido al tubing. -stos conjuntos e"isten en gran nmero de tama0os,
potencias ! capacidades requeridas, que van desde bombas de unos pocos hp hasta m%s de
9;; hp, para tama0os de casing entre / = pulgadas hasta >, 2?> de pulgada.
-l conjunto de fondo consta de un motor el#ctrico, una bomba centrfuga multietapa !
un arn#s para los cables. -l motor es trif%sico, debidamente protegido, ! los cables est%n espe&
cialmente dise0ados ! revestidos para aplicaciones en pozos petroleros, teniendo en cuenta los
problemas derivados de altas temperaturas.
La instalacin de superficie consiste de un cabezal que soporta la tubera ! el equipo defondo, ! provee un sello entre el tubing ! el cable< una caja de juntas que provee una cone"in
a prueba de agua entre el cable del fondo ! el de la superficie, engranajes conmutadores ! un
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
6/7
Tema "# Tipos de $ombeos
transformador trif%sico. -ste engranaje es a prueba de agua, tiene un iniciador magn#tico ! un
protector de sobrecarga, elementos registradores, luces de se0al, instrumentos de controlremoto, etc.
-l bombeo electrosumergible est% indicado en los pozos con alto corte de agua ! altos
volmenes de fluido. Las bombas centrfugas manejan caudales m%s altos que las bombas
alternativas. *in embargo son m%s costosas que los sistemas convencionales para caudales
m%s bajos,
7/18/2019 Metodos de Levantamiento Artificial
7/7
Tema "# Tipos de $ombeos