ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL IIng. Bladimir Cern G.

Grupo N1:Cajamarca LuisCeli DanielGallardo CristianUsia DavidVizcarra Camilo 27/04/2015

1.1 INTRODUCCIN

En los yacimientos los fluidos estn sujetos a laaccinde varias fuerzas y energas naturales: fuerzas depresin, fuerzas de friccin porviscosidad, de gravedad de energa y fuerzas capilares, las cuales actan en elmovimientode los fluidos hacia los pozos o para retenerlos en el yacimiento.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL3LaProduccinPor 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.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL41.2 CONCEPTO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.

El Mtodo de Levantamiento Artificial consiste en extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicacin de fuerzas o energas ajenas al pozo.

Cuando el pozo deja de producir por flujo natural, se requiere el uso de una fuente externa de energa para conciliar la oferta con la demanda de energa. La utilizacin de esta fuente es con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador, es lo que se denomina levantamiento artificial.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL5El 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 generen problemas de produccin: arenamiento, conificacin de agua, etc.

Laestrategiade explotacin de un yacimiento establece los niveles deproduccinen distintos pozos o en su punto de drenaje.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL61.3.OBJETIVOS DEL USO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Minimizar los requerimientos de energa en la cara de la formacin productora.

Obtener el mximo beneficio econmico del yacimiento.

Mantener los niveles de produccin de la manera ms econmica posible.

22/05/20157LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL1.4. CARACTERSTICAS DE UN MECANISMO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.

Adicionar energa al proceso de explotacin considerando clculos matemticos y tcnicos, que permitan optimizar el bombeo de petrleo a superficie eficientemente.

22/05/20158LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL22/05/20159

PrABPwfCDk PSuperficiePhPs3500 psi1850 psi450 psi60 psiLEVANTAMIENTO ARTIFICIALUn mecanismo de levantamiento artificial ser necesario para producir el Draw Down en el reservorio y brindarle esa energa que necesita el fluido.

22/05/201510

LEVANTAMIENTO ARTIFICIALMaximizar la produccin de hidrocarburos de una manera tcnica y econmicamente eficiente.

La utilizacin de los mtodos de levantamiento artificial es esencial para extraer las reservas remanentes recuperables, debido a que el flujo natural es relativamente de corta duracin.

22/05/201511LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL1.5. Factores a considerar en su seleccin1.5.1. Presin de reservorio y productividad del pozoSi grafica una IPR se tendr dos resultados. Sobre el punto de burbuja, ser una lnea recta. Bajo el punto de burbuja, se describir una curva.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL131.5.2. Presin de reservorio y productividad del pozoSi se usara un sistema de bombeo en el pozo, habra una buena razn para no disminuir la presin de cara a la arena a un valor de menos de 500 psi ya que el incremento de la cantidad de gas libre podra causar interferencia y disminucin en el retorno de la produccin con una menor presin. 22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL141.5.3. FluidoSe pueden tener diferentes tipos de fluidos en el yacimiento. Por ejemplo, petrleo pesado, liviano, con agua, con gas. Adems de las caractersticas del fluido como:ParafinaArenaRelacin gas-petrleo

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL151.5.4.ProfundidadUn criterio de seleccin es el rango de profundidad y la tasa de produccin donde cada mecanismo puede funcionar.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL161.5.5.Tipo de reservorioExisten algunos tipos de reservorios que dependen de las caractersticas de roca y fluido. Como por ejemplo saturado, subsaturado y condensado. Para ciertos tipos de levantamiento el gas es perjudicial debido a esto se tiene que tomar muy en cuenta cual es el tipo de reservorio para elegir el tipo de levantamiento artificial.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL171.5.6.Estado mecnico del pozoSe debe considerar el tamao de la perforacin de pozo requerida para obtener la tasa de produccin deseada. casing ms pequeos pueden conducir a mayores costos de produccin a largo plazoEn raras ocasiones se perforan pozos con los mtodos de levantamiento de futuro en mente.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL181.5.7.Ubicacin geogrficaDifcil accesoFalta de implementaciones

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL191.5.8.Vida operativaLarga vida: Grandes equipos con baja eficiencia.Corta vida: eficiente a corto plazo, con cambios de levantamiento continuo

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL201.5.9. Facilidades de superficieDisponibilidad de fuentes de energa en superficie red de la fuerza electromotrizplantas compresoraslneas de inyeccin de fluido de energa y fluido de potencia adicional22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL211.5.10.Anlisis econmicoSe debe tener muy en cuenta el aspecto econmico al momento de instalar un levantamiento artificial. Se deben realizar comparaciones econmicas relacionadas al mtodo de levantamiento en base al consumo de energa y en base a la eficiencia del sistema.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL22Disponibilidad de fuentes de energa en superficie: red de la fuerza electromotriz,plantas compresoras y otras.Caracterstica del fluido por producir: viscosidad, API,porcentaje deagua y sedimento,relacin gas - lquido y otras.Profundidad ypresin esttica del yacimientondice de productividad delpozoTasa mxima permitida para que nosegeneren problemas de produccin:conificacinde agua o gas, arenamiento y otros.22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL231.6. USO DE UN MECANISMO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL. El levantamiento artificial puede ser usado para generar flujo de un pozo que no lo tiene o usado para incrementar el flujo de un pozo para producir a mayor razn

Incrementar Q de pozo jovenGenerar flujo pozo depletadoUSO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL:22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL25Se usa con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador

RESERVORIOSEPARADOR22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL26Existen aproximadamente 2 millones de pozos de petrleo en operacin alrededor del Mundo. Ms de 1 milln de pozos usan algn tipo de levantamiento artificial.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL27Las estadsticas indican el dominio del bombeo mecnico en operaciones en tierra, para operaciones en mar y pozos de alto caudal alrededor del mundo, el uso de BES y gas lift es mayor. En el ecuador el sistema BES es el ms utilizado en la actualidad.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL281.6. RANGO DE APLICACIN DE UN MECANISMO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.Para aplicar levantamiento artificial debemos considerar variables de caudal Q (BF/dia), presin (psi), profundidad (ft), propiedades del fluido (API, BSW), tipo de pozo, entre otras.

Para cada mtodo de levantamiento artificial existe su rango de aplicacin el cual se detalla a continuacin:

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL30

Gas Lift Continuo: Reducir la cada de presin mediante inyeccin de gasRango de aplicacin Alta presin de fondo Buen ndice de Productividad Pozos verticales y desviados Pozos con produccin de slidos Alta RGP Peligroso en reas urbanas

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL31Bombeo Electrosumergible: Bomba centrfuga operada con energa elctricaRango de aplicacin:Alta o baja presin de fondo Buen ndice de Productividad Pozos verticales y desviadosProfundidades hasta de 4,000 m No es peligroso en reas urbanas

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL32Bombeo Hidrulico Jet: Intercambio de momentum de un lquido a alta presin

Rango de aplicacin:Alta o baja presin de fondo Buen Indice de Productividad Pozos verticales y desviados Fluido motriz a alta presin (2000-4000 psi) Baja eficiencia mecnica (30%) Elevados costos de operacin Produccin entre ESP y SRP (1000-10000 bpd) Profundidades de 300-5000 m

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL33Bombeo Hidrulico Pistn: El fluido de potencia proporciona la fuerza para mover un mbolo de fondo que levanta el fluido a la superficie.

Rango de aplicacin:Pozos verticales y desviados Fluidos pesados (hasta 8 API) Fluido motriz a menor presin que el tipo Jet Caudales entre 1000-5000 bpd Ideal para bajos caudales Baja eficiencia mecnica Requiere fluido limpio Mantenimiento no tan fcil como el tipo Jet

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL34Gas Lift Intermitente o Plunger Lift: Inyeccin de gas mediante baches

Rango de aplicacin:Pozos de baja produccin Pozos verticales y desviados Gas a alta presin, peligroso en reas urbanas Requiere grandes volmenes de gas

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL35Bombeo Mecnico: mbolo de fondo movido por varillas

Rango de aplicacin:Pozos de baja produccin Pozos verticales Pozos poco profundosNo es peligroso en reas urbanas

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL36Cavidades Progresivas: Bomba de fondo tipo tornillo, movida por varillas

Rango de aplicacin:Capaz de manejar slidos y fluidos de alta viscosidad Pozos verticales Caudal < 3500 bpd Pozos poco profundos (mx. 2000 m) Baja RGP Temperatura < 250 F El fluido no se emulsiona Alta eficiencia volumtrica

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL371.7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN MECANISMO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

Entre las principales ventajas en general tenemos:

Adicionar energa suficiente al pozoReactivar la produccin en pozos abandonadosTransportar el crudo desde la formacin a una determinada tasaIncrementar la produccin de un campoModifican propiedades fsicas de los fluidos del pozoProlongar el flujo natural de pozo

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL38Ventajas ms comunes entre los sistemas de levantamiento artificial

Habilidad para manejar altas tasas de produccin.Facilidad para ajustar la tasa en superficie.Buena eficiencia energtica.Aplicacin para tratamiento contra la corrosin y formacin de escamasDisponibilidad de diferentes tamaos de unidadesEs un sistema seguro de operar.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL39Desventajas ms comunes entre los sistemas de levantamiento artificial

Limitados por la profundidad.Tolerancia limitada a las altas temperaturas.Problemas con la tuberasProblemas con la fuente de poder principalmente los que requieren energa elctricaTolerancia limitada a la arena

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL40Ventajas y desventajas de un mecanismo de levantamiento artificial en particular

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

Ventajas:Permite el levantamiento de volmenes extremadamente altos sin dificultad, y a bajo costo.Elevado aporte de energa al fluido.Presenta una alta eficiencia (70%).El sistema no se ve afectado por la desviacin.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL41Ventajas y desventajas de un mecanismo de levantamiento artificial en particular

Ventajas:Sistema fcil de controlar.No ocupa grandes espacios en superficie. Igualmente es aplicable a plataformas costa afuera.Permite una fcil aplicacin de tratamientos contra la corrosin e inhibidoresde escamas.Disponibilidad de unidades de diversos tamaos22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL42Ventajas y desventajas de un mecanismo de levantamiento artificial en particular

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE Desventajas:Tolerancia limitada a la arena.Baja tolerancia a las altas relaciones Gas-liquido. Se requiere de taladro o estructura en caso de falla.Posibles fallas elctricas, principalmente asociadas al cable.El cable elctrico puede ocasionar problemas con la tubera.

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL43Ventajas y desventajas de un mecanismo de levantamiento artificial en particular

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE Desventajas:Tolerancia limitada a las altas temperaturas.No aplicable a completamientos mltiples.Solo es aplicable con energa elctrica, y para tal caso, requiere de altos voltajesLas unidades son costosas, para ser remplazadas a medida que el yacimiento declinaPresenta cierto grado de limitacin por profundidad, debido a costos de cable y capacidad de la bomba

22/05/2015LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL44GRACIAS 22/05/201545LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL