ESCUELA MILITAR DE INGENIERA "Mcal. Antonio Jos de Sucre" BOLIVIASimulacion de sistemas de Bombeado en un Pozo Petrolero

1. INTRODUCCIN.-

La seleccin del sistema y la configuracin de levantamiento correctos para un pozo o yacimiento especfico requiere un anlisis exhaustivo de las condiciones del pozo, los requerimientos del yacimiento y del cliente, las capacidades de los equipos y los costos relacionados.

Los especialistas de Weatherford combinan su experticia en todas las formas de levantamiento para determinar la combinacin de sistema/equipo y la solucin ms rentable para ofrecer un desempeo ptimo y una mayor produccin

Los Sistemas Artificiales de Produccin (SAP), son utilizados en yacimientos que no cuentan con la energa suficiente para llevar el hidrocarburo a la superficie o cuando los gastos de produccin no son los deseados. En particular, el sistema de Bombeo Electro centrifugo Sumergido(BEC) permite manejar altos gastos de produccin, lo que es de gran utilidad en instalaciones costa afuera, donde se necesitan altos gastos de produccin para hacer rentable el proyecto.

Por otro lado se encuentra la tecnologa de Terminacin Inteligente (T.I), la cual nos permite: adquirir, validad, filtrar y almacenar datos de produccin. Dndonos la capacidad de reconfigurar la terminacin de los pozos desde la superficie para optimizar los gastos de produccin y la recuperacin de las reservas, mientras minimizamos los costos de inversin y los gastos de operacin.

Una de las funciones permanentes de toda empresa operadora petrolera es procurar la mayor eficiencia en la gestin empresarial y mejorar el nivel de produccin del hidrocarburo, en el marco de una poltica de explotacin tcnica y racional de los yacimientos.La operadoras deben elevar el nivel de produccin del hidrocarburo esto incrementa sus ingresos, el cual es el motivo de creacin de toda empresa.Las Compaas Operadoras de campo como empresa de exploracin y produccin de petrleo no son la diferencia; pero para elevar el nivel de produccin se necesita primero de investigacin y consecuentemente del capital de inversin para implementar.Para aumentar la produccin, se plantea un diseo de competiciones duales con bombeo hidrulico, esto permitir producir dos zonas de un mismo pozo de manera simultnea. De esta manera se aumenta la produccin sin necesidad de invertir en nuevas perforaciones.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.-

La seleccin final del Mtodo de Levantamiento Artificial a utilizar debera hacerse partiendo de un estudio econmico de cada mtodo, no obstante, la parte ms difcil del anlisis es obtener los costos futuros de operacin y mantenimiento de alta calidad, correspondientes a los mtodos durante la vida del proyecto.

En un pozo fluyendo hay suficiente energa almacenada en el yacimiento, para que el flujo llegue hasta la estacin de flujo. La presin del yacimiento y el gas de fonacin suministran esta energa de levantamiento. Cuando la energa del yacimiento es muy baja para que el pozo fluya o cuando el volumen de la tasa de produccin deseada es menor de lo que la energa del yacimiento puede aportar, necesariamente esto conlleva a la instalacin de un mtodo de levantamiento artificialEn los yacimientos los fluidos estn sujetos a la accin de varias fuerzas y energas naturales: fuerzas de presin, fuerzas de friccin por viscosidad, de gravedad de energa y fuerzas capilares, las cuales actan en el movimiento de los fluidos hacia los pozos o para retenerlos en el yacimiento.Cuando esas energas son suficiente para promover el desplazamiento de los fluidos desde su interior hasta el fondo del pozo y de all a la superficie, se dice que "EL POZO FLUYE NATURALMENTE", es decir, el fluido se desplaza como consecuencia del diferencial de presin entre la formacin y el pozo.La Produccin Por Flujo Natural no es el mtodo que garantiza los niveles de produccin rentables durante toda la vida productiva del yacimiento.Para obtener el mximo beneficio econmico del yacimiento, es necesario seleccionar el mtodo de produccin ptimo, este es el que permite mantener los niveles de produccin de la manera ms econmica posible.Al realizar la explotacin del yacimiento la presin de este disminuye, lo que implica que la produccin de fluidos baje hasta el momento en el cual, el pozo deja de producir por si mismo. De all surge la necesidad de extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicacin de fuerzas o energas ajenas al pozo, de aqu surge lo que llamamos LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.La mayora de los pozos son capaces de producir por Flujo Natural en la primera etapa de su vida productiva, no obstante una vez finalizada la produccin por Flujo Natural, es necesario seleccionar un Mtodo de Levantamiento Artificial que permita seguir produciendo eficientemente el yacimiento.Al realizar la explotacin del yacimiento la presin de este disminuye lo que implica que la produccin baje hasta el momento en el cual el pozo deja de producir por si mismo.El Mtodo de Levantamiento Artificial consiste en extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicacin de fuerzas o energas ajenas al pozo.Existen algunos factores que representan los parmetros ms importantes en la seleccin del equipo de Levantamiento Artificial: Inversin inicial Relacin gastos operacionales /ingresos mensuales Vida til del equipo Nmeros de pozos en levantamiento artificial Disponibilidad del equipo excedente Vida del pozoCada uno de los sistemas de Levantamiento Artificial tiene limitaciones econmicas y operacionales que lo excluyen de cualquier consideracin en ciertas condiciones operacionales.Una vez que halla sido elegido en el pozo el Mtodo de Produccin, debe disearse adecuadamente el equipo necesario para que este funcione en condiciones particulares del pozo. Por lo tanto, independientemente de la escogencia del mtodo, se deber suministrar al personal de operaciones suficiente informacin y entrenamiento para que la instalacin sea exitosa desde el punto de vista econmico.El propsito de los Mtodos de Levantamiento Artificial, es minimizar los requerimientos de energa en la cara de la formacin productora, con el objeto de maximizar el diferencial de presin a travs del yacimiento y provocar de esta manera, la mayor afluencia de fluidos, sin que se generen problemas de produccin como pueden ser: arenamiento, conificacion de agua etc.

3. HIPTESIS.-Se diseara un sistema cerrado produccin inyeccin simulando las condiciones existentes y diferentes sensibilidades.

El anlisis se realizara en cada pozo, en la plataforma y en la redes de superficie, con lo cual se lograra encontrar especficamente donde radica el problema y posteriormente resolverlo de manera econmicamente rentable, eficiente y sostenible a corto plazo. Se simulara los diseos anteriores de las redes de flujo, se verificara si podremos colocar en las condiciones de simulacin restricciones de flujo en los pozos para controlar la presin o si algunos pozos necesitan un cambio del equipo de levantamiento artificial, para lo cual se realizara un diseo o un rediseo del sistema de levantamiento artificial dependiendo de las necesidades que se presenten puntualmente en cada pozo.

4. ANTECEDENTES.-

Mtodos de levantamiento artificial. Las cinco tcnicas de levantamiento artificial ms prevalecientes comprenden, de izquierda a derecha, bombas de varillas (bombeo mecnico), bombas de cavidad progresiva, levantamiento artificial por gas, bombeo hidrulico y bombas elctricas sumergibles (extremo superior). La aplicabilidad de cada mtodo depende de la profundidad del pozo y de los volmenes de produccin (extremo inferior) y de muchos otros factores, incluyendo las propiedades de los lquidos producidos, la produccin de gas libre, la cantidad y el tipo de slidos producidos, el ambiente de produccin, la desviacin del pozo, la geometra de terminacin del pozo, su localizacin, el suministro de energa disponible y los factores econmicos.

El sistema integral de produccin es el conjunto de elementos que transporta a los fluidos del yacimiento hasta la superficie, los separa en aceite, gas y agua y los envia a instalaciones para su almacenamiento y comercializacin.Los componentes bsicos del sistema integral de produccin son (Golan y Whitson, 1991)1: Yacimiento. Pozo. Tuberia de descarga. Estrangulador. Separadores y equipo de procesamiento. Tanque de almacenamiento.Los pozos productores de hidrocarburos pueden clasificarse por el tipo de energia con la que pueden aportar los fluidos a la superficie. Siendo esto mediante dos sistemas diferentes:

a. Sistema NaturalSon aquellos pozos que tienen la capacidad de aportar los fluidos del fondo del pozo hasta la superficie con la energia propia del yacimiento. Esto es, la presion del yacimiento es suficiente para vencer las caidas de presion presentes en el aparejo de produccin.

b. Sistema ArtificialSon aquellos pozos a los que se les necesita adicionar energa, ya que la energa del yacimiento no es suficiente para aportar fluidos del fondo del pozo a la superficie. Esto es, cuando los pozos llegan al fin de su vida de flujo natural, la presin de fondo puede ser tan baja, que el pozo dejara de producir el gasto deseado o inclusive que no produzca nada, entonces ser necesario implementar un sistema artificial de produccin.Por otra parte debe tenerse en cuenta que el que un pozo sea fluyente no significa que no deba ser considerado para algn tipo de sistema artificial en un tiempo dado. Ya que se le puede suministrar energa indirectamente al yacimiento mediante inyeccin de agua o gas para su mantenimiento de presin.Existe una gran variedad de sistemas artificiales de produccin, pero todos estos corresponden a variaciones o combinaciones de tres procesos bsicos (Donohue, 1986)1.1. Aligeramiento de la columna de fluido, mediante inyeccin de gas (Bombeo neumtico).

2. Bombeo subsuperficial (Bombas de balancin, bombas hidraulicas, bombas electrocentrifugas, etc.).

En la actualidad el Ecuador al no incrementar su produccin perdi la posibilidad de servirse de los altos precios del crudo, cuando oscilo los $ 145/ barril en Julio del 2008, desde entonces los precios han bajado, ahora los precios son bajos con tendencia de cambio(subir o ascender) impredecible. Esto demuestra que con respecto a precios las utilidades varan; pero algo que siempre ser constante es que si se produce ms se gana ms por lo que implementar una completacin doble para aumentar un horizonte de produccin dentro de un pozo es de mucho inters.Este tipo de completacin disminuye riesgos y capitales de inversin, ya que se aprovechan zonas ya conocidas y con reservas calculadas, o se permite la produccin de varias zonas en pozos recientemente perforados. Todo esto combinado con los buenos resultados provenientes del uso del sistema de levantamiento Artificial Hidrulico acredita el estudio de una cometacin Dual con un Sistema Hidrulico utilizando bombas Jet Clawmarca registrada por Sertecpet, que por su versatilidad aseguran el xito y una correcta operacin de una Completacin Dual.