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Contenido
Metodología integral UPC Global para Optimizar pozos de levantamiento artificial por
Bombeo Mecánico .......................................................................................................................... 5
¿Antes de simular un pozo que debemos hacer? ................................................................... 5
¿Cuáles son los datos más importantes? ................................................................................. 5
¿Por qué es importante la calidad del dato? ........................................................................... 6
¿Cuáles sistemas de información (software) se utilizan? .................................................... 6
¿Cuáles resultados se pueden obtener? .................................................................................. 6
8 pasos para Optimizar pozos de levantamiento artificial por Bombeo Mecánico ........ 7
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Introducción
Toda persona involucrada con la optimización de producción de pozos petroleros,
se ha encontrado en ocasiones con la realidad de contar con la información que necesita
para analizar un pozo, y sin embargo, carecer de una metodología que facilite el proceso
que conlleva a generar acciones para optimizar la producción del mismo. Por la información
que se necesita, nos referimos a los datos del pozo (completación, producción, equipo de
levantamiento, yacimiento, entre otras), así como a los equipos y sistemas de información
que permiten apalancar los estudios y análisis correspondientes.
Por el contrario, también ocurre con frecuencia la demora en los análisis y
diagnósticos, porque no se cuenta con una metodología que permita establecer por
anticipado cuáles son los datos requeridos para la simulación, de manera que el tiempo de
respuesta aumenta sustancialmente ante la necesidad de obtener la información faltante,
como consecuencia el proceso se vuelve completamente reactivo.
En UPC Global hemos desarrollado metodologías integrales y estratégicas para la
optimización de la producción de los pozos petroleros con diversos sistemas de
levantamiento artificial, la experiencia a lo largo de los años y los resultados obtenidos con
nuestros clientes en varias partes del mundo, nos ha permitido mejorar nuestras propias
metodologías, las cuales queremos compartir y divulgar como parte de nuestro propósito
de contribuir y agregar valor a la industria de hidrocarburos y al talento humano que la
conforma.
En esta ocasión les traemos una guía de la metodología integral para optimizar pozos
que producen con sistemas de levantamiento artificial por bombeo mecánico desarrollada
por el equipo de expertos en UPC Global.
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Metodología integral UPC Global para
Optimizar pozos de levantamiento
artificial por Bombeo Mecánico
Previamente a describir los pasos esenciales de la metodología implementada por el
equipo de UPC Global para simular y optimizar pozos de bombeo mecánico, es importante,
considerar las siguientes interrogantes:
¿Antes de simular un pozo que debemos hacer?
Debemos tener claro qué hace un simulador y qué es lo que queremos lograr. Un
simulador permite diseñar el sistema de levantamiento o diagnosticar y optimizar uno
existente.
¿Cuáles son los datos más importantes?
DIAGNÓSTICO Y OPTIMIZACIÓN DISEÑO
Información de Unidad de Superficie (Fabricante, designación API, datos de manivelas y contrapesas, sentido de rotación, y carrera)
Potencial
Estado mecánico actualizado Grados API
Información de sarta de varillas % AyS
Bomba debe estar en buenas condiciones mecánicas
Presiones de tubing y casing
Datos de yacimiento (Presión de yacimiento, presión del punto de burbuja)
Gravedad específica del agua
Datos de nivel de fluido o pwf si se conoce
Survey del Pozo
Producción actual o esperada Datos del Motor (Tipo y tamaño)
Carta dinamométrica (formato.dyn) % Eficiencia de la bomba o % de llenado de la bomba
Condiciones de operación
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¿Por qué es importante la calidad del dato?
La calidad del dato es esencial en el proceso de diagnóstico y optimización o de
diseño para obtener resultados representativos en la simulación, constituye el insumo
principal a partir del cual se realizan los cálculos y las estimaciones.
¿Cuáles sistemas de información (software) se utilizan?
Para llevar a cabo el proceso completo de optimización de pozos de bombeo
mecánico se utilizan los siguientes softwares: TWM o TAM de Echometer Company y la Suite
de Theta (XDIAG, XBAL, RODSTAR, XTOOLS).
¿Cuáles resultados se pueden obtener?
Algunos de los resultados que se pueden obtener al emplear la metodología UPC
Global son:
• Conocer la sumergencia de la bomba
• Las cargas de trabajo a nivel de la sarta de cabillas, caja de engranajes, motor y
estructura
• Condiciones de operación de la bomba
• Predicciones del funcionamiento del equipo al realizar ajustes
• Recomendaciones para mejorar la eficiencia del sistema
Consecuentemente a partir de estos resultados es posible definir acciones para la
optimización de la producción en el corto plazo y proponer acciones para optimizar el
diseño del sistema de levantamiento en el caso de una intervención futura con equipo de
servicio.
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8 pasos para Optimizar pozos de
levantamiento artificial por Bombeo
Mecánico
Figura 1: Flujograma metodología integral UPC GLOBAL
Para optimizar pozos de Bombeo Mecánico
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Primer paso: Revisión y actualización del histórico del pozo y
verificación de condiciones de operación del equipo de fondo mediante el uso de
la herramienta avanzada Total Asset Monitor (TAM), a través de la cual es posible verificar
el nivel del fluido y las condiciones de la bomba de fondo.
ASPECTOS CLAVES PARA VERIFICAR NIVEL DE FLUIDO
• Tomar nivel de fluido (identificar el nivel)
• Restauración de presión (Mini Build-Up)
• Verificación conteo de collares (cuellos)
• Estimar la sumergencia de la bomba
ASPECTOS CLAVES PARA EVALUAR CONDICIONES DE LA BOMBA
• Analizar las cartas dinagráficas para verificar las condiciones de funcionamiento de
la bomba
• Realizar pruebas de válvulas (medir carga en cada una para verificar su estado)
• Exportar archivo DIN (archivo plano) formato compatible con la mayoría de los
softwares de bombeo mecánico
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Figura 2: Diagrama general de toma de información con Equipo Echometer
Segundo paso: Verificar los datos a utilizar para la simulación en la
aplicación correspondiente, en el caso de pozos de bombeo mecánico se utiliza la suite
THETA.
• Condiciones de producción del pozo (BBPD, % AyS)
• Condiciones mecánicas como (diámetro tubing, diámetro casing, ancla de gas entre
otros)
• Survey
• Sistema de levantamiento instalado
a. Equipo de superficie (marca, modelo, carrera, pesas instaladas)
b. Sarta de varillas y barra pulida (grado, longitudes y diámetros)
c. Bomba (tipo, diámetro del pistón)
d. Anclas de gas y anclas de tubería
e. Tamaño y tipo del motor.
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Figura 3: Diagrama general sistema de levantamiento de bombeo mecánico
Tercer paso: Identificar oportunidades de optimización del pozo en
evaluación, por ejemplo: un pozo con producción por debajo de su potencial
y que sea posible realizar ajustes en el sistema de levantamiento, en este caso, es necesario
evaluar cómo opera todo el conjunto actualmente y cómo se comportaría todo el sistema
al tomar ciertas medidas para recuperar la producción del pozo, tales como: aumento de la
longitud de carrera, aumento de la velocidad de la bomba (SPM)
En este caso la suite Theta permite a través de sus diferentes módulos, llevar a cabo
dicho proceso de manera ágil, permitiendo mayor cantidad de análisis en menor tiempo
como se detalla en los próximos pasos.
UNIDAD DE BOMBEO
UNIDAD
MOTRIZ
CAJA DE
ENGRANAJEBARRA
PULIDAPRENSA
ESTOPA
LINEA DE FLUJO
REVESTIDOR
TUBERIA
SARTA DE CABILLAS
BOMBAPERFORACIONES
DEL
REVESTIDOR
UNIDAD DE BOMBEO
UNIDAD
MOTRIZ
CAJA DE
ENGRANAJEBARRA
PULIDAPRENSA
ESTOPA
LINEA DE FLUJO
REVESTIDOR
TUBERIA
SARTA DE CABILLAS
BOMBAPERFORACIONES
DEL
REVESTIDOR
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Figura 4: Softwares principales de la Suite THETA
Cuarto paso: Conocer el máximo momento de contrabalance utilizando el
software XBAL, para ello se requiere contar con información de las pesas del equipo
de superficie e identificación del orden correcto de instalación. En este módulo se genera
un archivo que se utiliza posteriormente.
Figura 5: Software XBal
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Quinto paso: Diagnosticar condiciones actuales del pozo con apoyo del
software XDIAG, para llevar a cabo este análisis, se requiere cargar el archivo .Dyn
generado previamente en la aplicación Total Asset Monitor (TAM) e ingresar los datos del
pozo correspondientes a:
• Producción actual
• Sumergencia de la bomba
• Características de la bomba y de la sarta de varillas (secciones)
• Factor de servicio (este varía en función al tiempo de uso de la sarta de varillas)
• Seleccionar unidad de superficie
• Máximo momento de contrabalance obtenido en XBAL
• Longitud de carrera
• Costos de electricidad de la región correspondiente
Con esta información se realiza la simulación en XDIAG, generándose un archivo de
diagnóstico de las condiciones de funcionamiento actual del sistema, en términos de carga
en la sarta de varillas, unidad de superficie y caja de engranajes. El sistema genera un
archivo XDIAG, como se muestra en la figura 6.
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Figura 6: Reporte de software de diagnóstico Xdiag
Basado en los resultados de la corrida es posible tomar algunas acciones de
optimización como incremento de la longitud de carrera, velocidad. No obstante, es
necesario evaluar el impacto de dichas acciones antes de su ejecución.
Sexto paso: Predecir las condiciones de bombeo en el escenario de
llevarse a cabo las acciones de optimización identificadas durante la fase de
diagnóstico. El software Rodstar permite realizar dicho proceso, de la siguiente manera:
• Cargar el archivo XDIAG generado previamente
• Verificar los valores exportados desde XDIAG hacia Rodstar
• Realizar la simulación y comparar la carta real con la carta predictiva
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• Realizar los ajustes del coeficiente de fricción con la finalidad de cotejar las cargas lo
más posible. Este proceso se realiza de forma iterativa hasta lograr el cotejo de las
cargas de acuerdo con los resultados generados con la aplicación TAM.
• Modificar los valores de las variables relacionadas con las acciones de optimización
tales como: variar longitud de carrera, velocidad del pistón entre otras
• Verificar las nuevas condiciones con los cambios realizados como la carga en la sarta
de cabillas, en la estructura del equipo de superficie y de la caja de engranajes.
• Si la caja de engranajes está sobrecargada debido al aumento de producción es
posible que la unidad esté desbalanceada. En este caso se exporta el valor del
momento de máximo contrabalance para llevarlo al software XBAL
Figura 7: Reportes y gráficos generados con el software Rodstar
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Séptimo paso: Analizar el balanceo de la unidad por mínimo torque o mínima
energía en el software XBAL.
• Se carga el archivo del pozo creado previamente en el cuarto paso.
• Se importa el valor desde Rodstar para balancear la unidad luego de los cambios
propuestos
• Como resultado el software XBAL presenta varias opciones de optimización como
mover las 4 pesas o 2 de ellas. Se elige aquella que sea más práctica desde el punto
de vista de la actividad de campo
• Se realiza la corrida en XBAL para obtener los resultados
Figura 8: Pantalla principal Software XBal
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Octavo paso: Análisis de los resultados.
• Comparar las predicciones de la simulación con resultados reales de producción,
mediante pruebas de producción válidas y estudios especializados para determinar
las condiciones reales del pozo.
• Realizar monitoreo de nivel de fluido con Echometer
• Evaluar las condiciones de funcionamiento e identificar oportunidades de mejora
en futuras intervenciones del pozo, tales como: rediseño de la sarta de cabillas, en
caso de que las mismas operan a máxima carga y aún no se ha alcanzado el potencial
del pozo, proponer un diseño de bomba cuya eficiencia oscile entre un 75% a 85%.
La implementación de la metodología sugerida, orientada a las mejoras de
productividad de pozos, permitirá la definición de acciones y estrategias óptimas de
operación para los mismos, las cuales se traducirán en incrementos de aportes netos
diarios, minimización de costos operacionales y aumento de la vida útil de los equipos de
fondo y superficie.