000-Operación de pzoos de Petróleo y Gas - copia
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Aspectos Generales
Introduccioacuten
Diagramas Mecaacutenicos
Diagramas de Superficie
Facilidades de Produccioacuten
Medidores de Gas
Mecanismos de Empuje
Pozos de Petroacuteleo
Pozos de Gas
Produccioacuten por Flujo Natural
Introduccioacuten
Equipos e Instalaciones de Superficie
Equipos de Subsuelo
Ventajas Limitaciones
Recomendaciones Operacionales y de Seguridad
Procedimiento de Apertura y Cierre de Pozos por flujo NaturalMeacutetodos de Levantamiento Artificial
Levantamiento Artificial gas Lift
bull Flujo continuo Aplicaciones
bull Flujo Intermitente ndash Aplicaciones
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura y Cierre
Levantamiento Artificial por bombeo mecaacutenico (cabillas)
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura de Arranque Operacioacuten y Parada
Levantamiento Artificial Levantamiento Hidraacuteulico
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura de Arranque Operacioacuten y Parada
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El operador de pozos es el trabajador que maneja directamente elproceso de produccioacuten de la industria petrolera de su operacioacuten dependeen gran parte que se cumplan las cuotas mensuales de entrega
El Operador de Produccioacuten debe realizar su trabajo de manera segurautilizando los procedimientos que se han estandarizado para minimizarlos riesgos
Descansa sobre sus hombros la realizacioacuten de las pruebas deproduccioacuten lo que constituye el proceso neuraacutelgico de la IndustriaPetrolera en el mundo
Este curso estaacute orientado a preparar al participante a Operar losPozos de Petroacuteleo y Gas en sus diferentes meacutetodos de produccioacutenincluyendo los pozos de inyeccioacuten de agua gas y CO2 se expondraacutenalgunos detalles de la Ingenieriacutea de Produccioacuten (GAS y PETROLEO) serealizaraacuten practicas de laboratorio que constituyen el diacutea a diacutea deloperador de produccioacuten
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Es una representacioacuten graacutefica de la completacioacuten del pozo es decir los componentes que se encuentran en el subsuelo
El Operador de Pozos debe interpretar estos diagramas paramanejar de manera efectiva las operaciones de superficie y poderparticipar de manera activa en los diferentes procedimientos en elsubsuelo como guaya fina ―swabbing oacute ―suabeo etc
Para accesar al yacimiento oacute arena productora se debe perforarel pozo y completarlo con tuberiacuteas y otros dispositivos necesariospara que el pozo produzca ademaacutes se cementa todo el recorridode la tuberiacutea para evitar que el pozo de derrumbe
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Completacioacuten Sencilla
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten yo el casing
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
ARENA es el lugar donde se encuentra el hidrocarburoYACIMIENTORESERVORIO nombre del primer pozo que descubrioacute la arena productora
Empacadura
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Aspectos Generales
Introduccioacuten
Diagramas Mecaacutenicos
Diagramas de Superficie
Facilidades de Produccioacuten
Medidores de Gas
Mecanismos de Empuje
Pozos de Petroacuteleo
Pozos de Gas
Produccioacuten por Flujo Natural
Introduccioacuten
Equipos e Instalaciones de Superficie
Equipos de Subsuelo
Ventajas Limitaciones
Recomendaciones Operacionales y de Seguridad
Procedimiento de Apertura y Cierre de Pozos por flujo NaturalMeacutetodos de Levantamiento Artificial
Levantamiento Artificial gas Lift
bull Flujo continuo Aplicaciones
bull Flujo Intermitente ndash Aplicaciones
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura y Cierre
Levantamiento Artificial por bombeo mecaacutenico (cabillas)
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura de Arranque Operacioacuten y Parada
Levantamiento Artificial Levantamiento Hidraacuteulico
bull Equipos de Superficie
bull Equipos de Subsuelo
bull Ventajas Limitaciones
bull Recomendaciones
bull Procedimiento de Apertura de Arranque Operacioacuten y Parada
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El operador de pozos es el trabajador que maneja directamente elproceso de produccioacuten de la industria petrolera de su operacioacuten dependeen gran parte que se cumplan las cuotas mensuales de entrega
El Operador de Produccioacuten debe realizar su trabajo de manera segurautilizando los procedimientos que se han estandarizado para minimizarlos riesgos
Descansa sobre sus hombros la realizacioacuten de las pruebas deproduccioacuten lo que constituye el proceso neuraacutelgico de la IndustriaPetrolera en el mundo
Este curso estaacute orientado a preparar al participante a Operar losPozos de Petroacuteleo y Gas en sus diferentes meacutetodos de produccioacutenincluyendo los pozos de inyeccioacuten de agua gas y CO2 se expondraacutenalgunos detalles de la Ingenieriacutea de Produccioacuten (GAS y PETROLEO) serealizaraacuten practicas de laboratorio que constituyen el diacutea a diacutea deloperador de produccioacuten
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Es una representacioacuten graacutefica de la completacioacuten del pozo es decir los componentes que se encuentran en el subsuelo
El Operador de Pozos debe interpretar estos diagramas paramanejar de manera efectiva las operaciones de superficie y poderparticipar de manera activa en los diferentes procedimientos en elsubsuelo como guaya fina ―swabbing oacute ―suabeo etc
Para accesar al yacimiento oacute arena productora se debe perforarel pozo y completarlo con tuberiacuteas y otros dispositivos necesariospara que el pozo produzca ademaacutes se cementa todo el recorridode la tuberiacutea para evitar que el pozo de derrumbe
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Completacioacuten Sencilla
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten yo el casing
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
ARENA es el lugar donde se encuentra el hidrocarburoYACIMIENTORESERVORIO nombre del primer pozo que descubrioacute la arena productora
Empacadura
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El operador de pozos es el trabajador que maneja directamente elproceso de produccioacuten de la industria petrolera de su operacioacuten dependeen gran parte que se cumplan las cuotas mensuales de entrega
El Operador de Produccioacuten debe realizar su trabajo de manera segurautilizando los procedimientos que se han estandarizado para minimizarlos riesgos
Descansa sobre sus hombros la realizacioacuten de las pruebas deproduccioacuten lo que constituye el proceso neuraacutelgico de la IndustriaPetrolera en el mundo
Este curso estaacute orientado a preparar al participante a Operar losPozos de Petroacuteleo y Gas en sus diferentes meacutetodos de produccioacutenincluyendo los pozos de inyeccioacuten de agua gas y CO2 se expondraacutenalgunos detalles de la Ingenieriacutea de Produccioacuten (GAS y PETROLEO) serealizaraacuten practicas de laboratorio que constituyen el diacutea a diacutea deloperador de produccioacuten
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Es una representacioacuten graacutefica de la completacioacuten del pozo es decir los componentes que se encuentran en el subsuelo
El Operador de Pozos debe interpretar estos diagramas paramanejar de manera efectiva las operaciones de superficie y poderparticipar de manera activa en los diferentes procedimientos en elsubsuelo como guaya fina ―swabbing oacute ―suabeo etc
Para accesar al yacimiento oacute arena productora se debe perforarel pozo y completarlo con tuberiacuteas y otros dispositivos necesariospara que el pozo produzca ademaacutes se cementa todo el recorridode la tuberiacutea para evitar que el pozo de derrumbe
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Completacioacuten Sencilla
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten yo el casing
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
ARENA es el lugar donde se encuentra el hidrocarburoYACIMIENTORESERVORIO nombre del primer pozo que descubrioacute la arena productora
Empacadura
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es una representacioacuten graacutefica de la completacioacuten del pozo es decir los componentes que se encuentran en el subsuelo
El Operador de Pozos debe interpretar estos diagramas paramanejar de manera efectiva las operaciones de superficie y poderparticipar de manera activa en los diferentes procedimientos en elsubsuelo como guaya fina ―swabbing oacute ―suabeo etc
Para accesar al yacimiento oacute arena productora se debe perforarel pozo y completarlo con tuberiacuteas y otros dispositivos necesariospara que el pozo produzca ademaacutes se cementa todo el recorridode la tuberiacutea para evitar que el pozo de derrumbe
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Completacioacuten Sencilla
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten yo el casing
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
ARENA es el lugar donde se encuentra el hidrocarburoYACIMIENTORESERVORIO nombre del primer pozo que descubrioacute la arena productora
Empacadura
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Completacioacuten Sencilla
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten yo el casing
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
ARENA es el lugar donde se encuentra el hidrocarburoYACIMIENTORESERVORIO nombre del primer pozo que descubrioacute la arena productora
Empacadura
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Completacioacuten Selectiva
Cuando un pozo producepor una tuberiacutea deproduccioacuten y a su vezpuede seleccionarse laarena por la cual sedesea producir
Arena productora
Casign de superfice
Casign de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Completacioacuten Dual Conceacutentrica
Cuando un pozo producepor una un tubing quepuede ser selectivo y almismo tiempo producirpor el Casing y el Tubing Arena productora
Casing de superfice
Casing de Produccioacuten
Camisa
Empacadura
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Cabezal para completacion SencillaSelectiva
SECCION ―A
SECCION ―B
SECCION ―C
Valvulas Maestras
Valvula Corona
Valvula de Brazo
Valvula de Brazo
Caja de Choke
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Para poder producir el pozo requiere transportar el hidrocarburoutilizando una liacutenea de produccioacuten la cual llega hasta un muacuteltiple decampo o produccioacuten para seleccionar la ruta que seguiraacute el fluido
Las liacuteneas de produccioacuten poseendiferentes diaacutemetros esto vadeterminado por la tasa diaria deproduccioacuten y su espesor dependede la presioacuten a que seraacute sometida laliacutenea
La decisioacuten de queacute tipo de liacutenea seha de utilizar se toma a partir de lasimulacioacuten asistida porcomputadora utilizando losprogramas PIPESIM y PIPEPHASEentre otros
Liacuteneas de Flujo
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Multiples Manyfold
Es un sistema de vaacutelvulas y tuberiacuteas interconectados para definir ladireccioacuten que tomaraacuten los hidrocarburos que se transportan
Los muacuteltiples de campo aquellos que son usados para desviar laproduccioacuten de uno o varios pozos por otras liacuteneas secundarias quefinalmente llegan a una estacioacuten de flujo
Los muacuteltiples de produccioacutenson lo que se encuentran enla entrada de las estacionesde flujo o descarga quepermiten desviar laproduccioacuten por una rutaespeciacutefica generalmente seutilizan para realizar laspruebas uno o mas pozos
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Separadores
Son equipos que se instalan enlas estaciones de flujo orecoleccioacuten cuya funcioacuten esseparar los liacutequidos del gasnatural
La produccioacuten de los pozosson llevados desde el cabezaldel pozo hasta los muacuteltiples deproduccioacuten para luego entrar enlos separadores de produccioacuteno de prueba
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Separadores
LAS GOTAS CAEN DEBIDO A LA
ATRACCIOacuteN DE LA GRAVEDAD
LAS PEQUENtildeAS GOTAS COALESCEN PARA FORMAR GOTAS GRANDES
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Tanques
Es el lugar donde se almacenan los liacutequidos producidos del petroacuteleoSon de forma ciliacutendrica o rectangulares
Generalmente los rectangulares son usados para facilidades temporalesde produccioacuten como por ejemplo pruebas de completacioacuten
El volumen de produccioacuten es calculado en Barriles se debe determinar laGravedad API del Petroacuteleo y corregirse a 60ordmF
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Medidores de Gas
Son dispositivos que permiten medir el flujo de gas en un determinadotiempo generalmente se usa un sistema integrado de CAJA DANIELreg yREGISTRADOR BARTON donde a traveacutes de la diferencial de presioacuten y uncoeficiente de orificios se puede calcular el caudal
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Medidores de Gas
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Los yacimientos de petroacuteleoson clasificados por el tipo demecanismo de desplazamientoque influye en el flujo de losfluidos atrapados
En el proceso de la fomacioacutendel petroacuteleo la energiacutea sealmacenoacute en forma de petroleoyo gas
Esta energiacutea almacenada apresioacuten se desplaza a traveacutes delos poros de la roca delyacimiento hasta el cabezal delpozo
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Empuje por Gas Disuelto
El Petroacuteleo contiene gasdisuelto eacuteste se escapa en formade burbujas al abrir el pozo yproduce una fuerza en el crudoque lo conduce a traveacutes delyacimiento y lo ayuda aconducirse hasta la superficie
Este mecanismo esconsiderado el menos efectivodebido a que soacutelo se puedeobtener del 15 al 25 del POES(Petroacuteleo Original en Sitio)
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Empuje por Capa de Gas
Muchos Yacimientos poseenmaacutes gas del que estaacute disuelto enel petroacuteleo el gas sobrante subea la capa superior delyacimiento Cuando el pozo estaacuteen produccioacuten al expandirse elgas empuja al petroleo a travntildeesde la tuberiacutea de produccioacuten
Este tipo de mecanismo permiteobtener desde un 25 a un 50del POES
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Empuje por Agua
Cuando un YacimientoPetroliacutefero se encuentradirectamente en contacto con elagua esta genera una presioacuten deempuje hacia arriba permitiendola produccioacuten de crudo por latuberiacutea de produccioacuten
Este mecanismo es el procesomaacutes eficiente capaz de obtenermas del 50 del POES
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenGas Natural no obstante este gas puede encontrarse en formaseca oacute condensado Muchas veces dependiendo de su composicioacutenel Gas Natural al llevarse determinadas temperatura y presioacuten secondensan y pasan a estado liacutequido (GAS CONDENSADO)
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Son los pozos que compuestos por yacimientos que contienenPetroacuteleo y Gas y en muchos casos agua
Existen Pozos de Baja y Alta Presioacuten los de Alta Presioacuten sonProducidos Naturalmente y los de Baja Presioacuten con Meacutetodos deLevantamiento Artificial
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El meacutetodo de flujo natural es el menos costoso los pozos producenpor los mecanismos de empuje antes expuestos
Para mantener produciendo un pozo de flujo natural se requiererealizar muchos estudios de ingenieriacutea como por ejemplo los anaacutelisisde flujo multifaacutesico y deben manejarse muchas variables paradeterminar la produccioacuten optima del mismo dependiendo el tipo defluido que se produce (gas condensado petroacuteleo liviano pesado etc)
La tasa de produccioacuten de un pozo es producto de un perfectobalance entre la oferta de energiacutea del yacimiento y la demanda deenergiacutea del pozo incluyendo sus facilidadces de transporte en lasuperficie
Por lo tanto es necesario cuantificar el consumo de energiacutea en losdiferentes componentes del sistema de produccioacuten
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
La produccioacuten de un pozode petroacuteleo yo gascomprende desde el radio dedrenaje del yacimiento hastael separador del produccioacutenen la estacioacuten de flujo
El sistema de produccioacutenestaacute compuesto por cuatromoacutedulos principales
Yacimiento CompletacioacutenPozo y Liacutenea de Flujo en laSuperficie
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Componentes del Sistema de Produccioacuten
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Balance de Energiacutea
Para realizar el balance de energiacutea se debe considerar que existe unapresioacuten de partida de los fluidos en el proceso de produccioacuten que es lapresioacuten estaacutetica del yacimiento (Pws) y una presioacuten final de entrega quees la presioacuten del separador en la estacioacuten de flujo (Psep)
Existe una peacuterdida de energiacutea a traveacutes de cada componente delsistema la cual es funcioacuten a las caracteriacutesticas del fluido en especial delcaudal del flujo transportado
Por lo tanto la capacidad total del sistema responde a un balance deenergiacutea donde la suma de las peacuterdidas de energiacutea expresada en formade presioacuten de cada componente es igual a la peacuterdida total es decir lapresioacuten de partida menos la presioacuten de entrega Pws-Psep
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Balance de Energiacutea
Pws ndash Psep = ∆Py +∆Pc+∆Pp+∆Pl
Donde
∆Py= Caiacuteda de presioacuten del yacimientoccedil
∆Pc= Caiacuteda de presioacuten en la completacioacuten
∆Pp= Caiacuteda de presioacuten en el pozo
∆Pl = Caiacuteda de Presioacuten en la liacutenea
Estas caiacutedas de presioacuten de calculan utilizando ecuaciones oacute usando simuladores de Anaacutelisis Nodal como PIPESYM
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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LocalizacionesLocaciones Consiste el lugar donde se inicia lainstalacioacuten del taladro para perforar el pozo este lugar esvibrocompactado y posee una fosa de desperdicios (lodos y ripios deperforacioacuten) y una fosa quemador para ―flare
Arbolito de Navidad oacute Cabezal del Pozo Es la parte exterior del pozoconectado a las tuberiacuteas de produccioacuten por donde fluyen elhidrocarburo a la superficie En el caso del flujo natural es similar eldibujo mostrado anteriormente
Caja de ChokeEstrangujladorReductor Es una parte del Cabezaldonde se encuentra un estrangulador para controlar la produccioacuten defluidos desde la arena de produccioacuten
Liacuteneas y Muacuteltiples de Produccioacuten Son usados para transportar losfluidos hasta la estacioacuten de flujo
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar ocambiar manauolmente un niple deacero de alta resistencia perforado endiferentes medidas
Ajustable que se regulan medianteuna vaacutelvula conocidos como vaacutelvulasde choke poseen un vaacutestago quepermiten leer el diametro del orificiodel choke
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Positivo Compuesto por uan ―caja encuyo interior se puede instalar o cambiarmanauolmente un niple de acero de altaresistencia perforado en diferentesmedidas
Ajustable que se regulan mediante unavaacutelvula conocidos como vaacutelvulas dechoke poseen un vaacutestago que permitenleer el diametro del orificio del choke
Funciones-Hacen fluir el crudo en forma controlada-Controlan la energiacutea de para prolongar la vidadel pozo- Controlan la produccioacuten de arena y agua- Permiten Evaluar la el pozo
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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a) Se observa las presiones del cabezal del pozo y la liacutenea de flujocorrespondiente
b) Con la Vaacutelvula de Brazo se cierra el pozoc) Se esperan de un tiempo prudencial (casi cinco minutos) para
asegurarse que la vaacutelvula de brazo no filtred) Se abre y cierra dos veces por la vaacutelvula de brazo para desplazar
liacutequidos Finalmente dejarla cerradae) Se cierra la vaacutelvula de flujo (se encuentra en la liacutenea de flujo para
interrumpir el flujo que va a la estacioacuten)f) Se desahoga la presioacuten abriendo la vaacutelvula de desahogo oacute toma
muestra (que se encuentra perpendicular de la liacutenea de flujo antesde la vaacutelvula de flujo) utilizando un envase para recibir el flujoentrampado En caso de pozo de gas no requiere usar envase yaque el gas se va a la atmoacutesfera
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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g) Se destapa la caja usando una llave oacute golpenado con una mandarriade bronce EL OPERADOR NO DEBE COLOCARSE FRENTE DE LA TAPADE LA CAJA DE CHOKE
h) Con la llave de choke se extrae el mismo
i) Se instala el nuevo choke enroscando de manera fuerte al mismo
j) Se cierra y aprieta con herramientas (llave y mandarria) la tapa dela caja de choke
k) Se cierra la vaacutelvula de desahogo oacute toma muestral) Se abre la liacutenea de flujom) Se abre el pozo
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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VALVULASSon dispositivos para controlar el paso del flujo estaacuten disentildeados de
diferentes diaacutemetros rangos y series
Manuales
Requieren de una persona para poder cerrarlas o abrirlas
bull Compuertabull Bolabull Tapoacuten
Automaacuteticas
Son accionadas por energiacutea auxiliar
bull Parte motriz oacute actuador Se accionan de forma neumaacutetica eleacutectrica o hidraacuteulica
bull Cuerpo de la Vaacutelvula Previsto de uno o dos obturadores que se accionan de manera directa o inversa seguacuten su calibracioacuten
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Valvulas de Retencioacuten (CHECK)Retienen el flujo para impedir su retorno
Valvulas de AlivioImpiden que la presioacuten de operacioacuten sobrepase la presioacuten de disentildeo de
un equipo evitando posibles dantildeos
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Consideraciones en el pozo
Estructura fiacutesica se debe inspeccionar las condiciones generales delpozo vialidad gruacuteas poleas mechero fosas etc tanto en la tierracomo en el mar
Equipos y Accesorios Revisar arbolito de navidad valvulas de bloqueode seguridad instrumentos proteccioacuten catoacutedica flanges liacuteneas deflujo
Consideraciones en la estacioacuten
bull Realizar inspeccioacuten general de los condiciones operacionales de laestacioacuten Presiones nivel de los tanques bombas registradores deflujobull Revisar las condiciones operacionales de la liacutenea de flujo valvulassoporte de liacutenea flangesbull Efectuar comunicaciones necesarias en el muacuteltiple verificando que lasvalvulas esteacuten correctamente abiertas cerradas seguacuten se deseeproducir el pozo
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Consideraciones de seguridad en el Muacuteltiple de produccioacuten
bullMantener las vaacutelvulas bien engrasadas
bull Abrir y cerrar las vaacutelvulas completamente parta evitar aumento en presioacuten de flujo desgaste de compuerta de vaacutelvulas retorno de fluidos a otras liacuteneas de produccioacuten
bull Revisar que los identificadores de los pozos esteacuten correctamente identificados
bull Nunca el operador debe colocarse frente de la vaacutelvula
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Cuando la energiacutea delyacimiento se agota y no sepuede producir por flujonatural se requiere utilizar unmedio mecaacutenico
Este tipo de Produccioacutenconsiste en la combinacioacuten deun balanciacuten una cabilla y unabomba en el subsuelo
Es el meacutetodo mas antiguo yrobusto en la industria y esun siacutembolo inequiacutevoco de laindustria petrolera
Production
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pumping UnitWireline (Bridle)
Polished Rod ClampWireline Hanger(Carrier Bar)Polished RodStuffing Box
Flowline
Tubing Head
Casing Head
Polished Rod Sub-Coupling
Surface Pipe
Oilstring (Casing)Sucker Rod
Tubing
BarrelCoupling
Sucker RodCouplingSee PumpDetails
TubingCoupling
Per-foratedNipple
Tubing Coupling
Gas AnchorMud Anchor
Bull Plug
Bottom End of Oilstring (Casing)
TubingCoupling
Lift Nipple
BarrelCoupling
Barrel
Barrel Coupling
ExtensionNipple
Tubing Coupling
Seating Nipple
CageTop Open
Ball amp Seat
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
StandingBalvePuller
Tubing PumpInsert Pump
Bushing
Valve Rod
Cage (Open)
Plunger
Cage (Closed)
Ball amp Seat
Plug Seat
Guide
Con-nector
Barrel
CageBall amp SeatMandrelCupSpacerLocknutCoupling
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Convencional
Mark II
Balanceado por aire
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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HIDRAULICOS
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ROTATIVOS
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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OTROS BALANCINES
Tail down deflection assistant balance pumping unit
Swing staff assistance balance pumping unit
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo paralevantar los fluidos del pozo Puede ser un motor de combustioacuteninterna o eleacutectrico siendo este ultimo el de mayor utilizacioacuten en laindustria Generalmente se usan motores de Gas para utilizar el gasproducido por el pozo como combustible
MOTOR
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Alta velocidad
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindrosoperan a una velocidad en el rango de 800 a 1400 rpm conpolea grande para producir efecto de inercia y se comportan demanera similar a un motor eleacutectrico de alto deslizamiento
MOTOR
De Combustioacuten Interna
Ejemplo Waukesha M-M etc
Baja velocidad
Normalmente son de un soacutelo cilindro operan a una velocidadentre 200 y 600 rpm tambieacuten con polea grande para producirefecto de inercia esto tiende a negar la variacioacuten de velocidad
Ejemplo Ajax F-M Thomassen etc
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Nema D (Convencional)
MOTOR
Electricos
De porcentaje de deslizamiento variacutea entre 8 y 12 aplena carga por lo tanto la variacioacuten de velocidad esrelativamente pequentildea
De alto deslizamiento
Permiten obtener variaciones de velocidad entre un 35y 50 Estas variaciones producen los beneficios dereducir las cargas en la unidad de bombeo y sarta decabillas y la de reducir la velocidad durante el periacuteodode mayor carga en la mitad de las carrerasascendentedescendente de la unidad de bombeo yaumenta la velocidad al final de cada recorrido
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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MOTOR
Especificaciones de Motores Cualquier motor que se utilice para
mover la unidad de bombeo es importante conocer sus
especificaciones
a) Potencia Varia desde 5 hasta 100 caballos de fuerza (HP)
para los convencionales y de 10 hasta 200 HP para los de
alto deslizamiento
b) Velocidad El rango de variacioacuten estaacute entre 460 y 1012
revoluciones por minuto (Rpm) para ambos tipos de motores
c) Energiacutea Consumo variacutea de acuerdo al fabricante
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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MOTOR
Poleas de Motores Es un accesorio que va instalado en el eje del
motor con canales en forma de V entre las cuales se colocan las
correas que transmite el movimiento rotatorio al volante de la caja de
engranajes
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Prensa Estopa Stuffing Box Se utiliza para sellar el espacioexistente entre la barra pulida y la tuberiacutea de produccioacuten evitandoque el petroacuteleo producido se derrame Consiste en una caacutemaraciliacutendrica que contiene los elementos de empaque que se ajustan ala barra pulida para efectuar el sello
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Caja de Engranaje Es unsistema de engranajecuyo objetivo es reducirla velocidad de rotacioacutenentre el motor primario yel sistema biela-manivela Pueden sersistema de reduccioacutensimple doble o triple Lacaja de engranajerepresenta una de laspartes maacutes costosa de launidad de bombeo
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Elemento de conexioacuten entre la unidad de bombeo instalada en la superficie y la bomba de subsuelo Mediante eacutestas se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento de fluido Generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad
La barra pulida es la primera cabilla del sistema y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa
Consideraciones
- Tiene un gran impacto en la produccioacuten del pozo y en la eficiencia de bombeo y su eventual falla lleva a una peacuterdida total de la produccioacuten
- Fallas continuas de cabillas ocasionan grandes gastos de operacioacuten
- Generalmente son construidas en piezas de 25 oacute 30 pies de longitud y diaacutemetro que oscilan entre 12 a 1 18 pulgadas (con incrementos de 18 pulg)
- Su disentildeo adecuado daraacute buenos y productivos resultados
- Actuzlmente construidas en acero con tratamientos teacutermicos para mejorar su resistencia a la corrosioacuten o fibra de vidrio
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeo las cabillas de subsuelo se clasifican en 2tipos baacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Seguacuten normas de disentildeolas cabillas de subsuelo seclasifican en 2 tiposbaacutesicos API y no API
Tipos
Cabillas API
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Cabillas API Especificaciones
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Cabillas COROD
Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabillas que no tiene cuellos ni pasadores y los diaacutemetros variacutean en 116 en vez de 18 pulgsEstas cabillas son almacenadas y transportadas en grandes carretos ademaacutes requieren de un equipo especial para su instalacioacutendesinstalacioacuten y de soldadura para operaciones de conexioacutendesconexioacuten
La limitada disponibilidad del equipo especial para meter y sacar ha probado ser la principal desventaja de las cabillas continuas COROD
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Cabillas de Fibra de Vidrio
Cabillas de Fibras de Vidrio Para facilitar su estudio se presentan ciertas ventajas y desventajas comparaacutendose con las convencionales API fabricadas con acero
Ventajas
a) Su bajo peso reduce las cargas y consumo de energiacutea en los equipos de superficie
b) Reducci6n de fallas por corrosioacuten
c) Si existe potencial adicional la produccioacuten puede ser incrementada porque permiten la instalacioacuten de la bomba a mayores profundidades
Desventajas
a) No son recomendables para pozos direccionales o altamente desviados La carga adicional por friccioacuten reduce considerablemente la carrera efectiva en la bomba debido al bajo moacutedulo de elasticidad
b) La temperatura maacutexima de disentildeo es 200 ordmF
c) El torque en el cuerpo estaacute limitado a 100 Lbspie para las cabillas de 1 pulgada
d) Las opresiones de pesca se dificultan si la partidura es en el cuerpo de la cabilla ademaacutes partiacuteculas de eacutesta pueden acortar la vida de las bombas de subsuelo
e) El espaciamiento de las bombas es dificultoso
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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CABILLAS
Buckling de Cabilla El teacutermino ―Buckling es usado comuacutenmente utilizado para denominar cuando la sarta de cabillas se dobla en su parte inferior como resultado del repentino impacto que reciben las mismas a causa del ―Golpe de Ruido o ―Golpe de Gas y el cual es transmitido hasta la superficie (registrado por la carta dinaacutegrafica)
Causa Golpe de fluido o golpe de gasdurante la carrera descendente
Efecto Las cabillas se doblan fallan las conexiones entre las cabillas (cuellos) ocurren desenrroscamiento de las mismas y hasta pueden llegar a partirse Tambieacuten puede causar dantildeos a la caja de engranaje del balanciacuten
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO
Es una bomba de pistoacuten de desplazamiento positivo desde su profundidad de instalacioacuten hasta la superficie que funciona por diferenciales de presi6n mediante bolas y asientos para permitir la entrada y sello de fluidos en ciclos perioacutedicos sincronizados
Consideracioacuten Los componentes baacutesicos de la bomba de subsuelo son simples pero construidos con gran precisioacuten para asegurar el intercambio de presioacuten y volumen a traveacutes de sus vaacutelvulas Esta constituida de la siguiente manera
- Barril o camisa Es un cilindro de superficie completamente pulida dentro del cual se mueve el pistoacuten
- Pistoacuten o eacutembolo Es el embolo de la bomba y su diaacutemetro determina la capacidad de desplazamiento
-Vaacutelvula fija Esta formada por un sistema de bola y asiento que permite la entrada de fluido del pozo al interior de la bomba
-Vaacutelvula Viajera Es tambieacuten un sistema de bolaasiento que viaja durante los ciclos de bombeo
-Anclaje o Zapata Es la combinacioacuten de partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje de la bomba efectuando un sello hermeacutetico
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO
Principio de funcionamiento Para facilitar el estudio del funcionamiento de labomba de subsuelo supongamos el ciclo de bombeo lentamente haciendoeacutenfasis en los cambios de estado de los componentes debido al movimientodel balanciacuten y las presiones actuantes
La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muybien definidos muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior las vaacutelvulasfija y viajera estaacuten cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten defondo y el efecto de succioacuten del pistoacuten permiten la apertura de la vaacutelvula fijapor lo tanto el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba Al mismotiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera ypermaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta llegar al punto muertosuperior La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten semueve hacia abajo y produce un efecto de compresi6n al chocar con el fluidola presioacuten interna abre la vaacutelvula viajera El pistoacuten continuacutea su viajedescendente mientras el fluido es transferido a la tuberiacutea de produccioacutenhasta llegar al punto muerto inferior y se repite el ciclo de bombeo
El principio de operacioacuten discutido es vaacutelido para todas las bombasAPI incluyendo las de doble desplazamiento
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
El Instituto Americano de Petroacuteleo (API) ha clasificado las bombas desubsuelo fundamentalmente en dos tipos
Bombas de cabillas (R)
De barril viajero con anclaje inferior (RWT o RNT)
De barril estacionario tambieacuten con asentamiento en el fondo (RwB o RHB)
De barril estacionario y anclaje superior (RWA o RNA)
Bomba de tuberiacutea (T)
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Tuberiacutea de Produccioacuten
Son una serie de tubos que sirve para transportar el fluido provenientede la formacioacuten desde el fondo del pozo hasta la superficie y al mismotiempo sirve de guiacutea a la sarta de cabillas que acciona la bomba desubsuelo
Tipos de tuberiacuteas EUE y ―Hydril las cuales son utilizadas pararealizar las operaciones inherentes a la completacioacuten de pozosque producen bajo el meacutetodo artificial de bombeo mecaacutenico
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS DE PRODUCCIOacuteN
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Zapata y sus Tipos
El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo a la tuberiacutea deproduccioacuten se denomina zapata la cual es un niple deasentamiento que se ajusta al anillo de friccioacuten o bronce de labomba formando un sello hermeacutetico entre el fluido retenido y elpozo La siguiente figura muestra los tipos de anclajes ozapatas mecaacutenica y de friccioacuten
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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COPAS MULTICOPAS
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EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANCLA DE TUBERIA
Es un equipo tipo empacadura que sirve para anclar la tuberiacutea deproduccioacuten al revestidor a fin de reducir los movimientosverticales (elongacioacutencontraccioacuten) durante los ciclos de bombeo
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANCLA DE GAS
Es un tubo o niple perforado colocado debajo de la zapata de anclajepara mejorar la separacioacuten de gas del petroacuteleo a fin de maximizar laentrada de liacutequido a la bomba
La interferencia de gas reduce la eficiencia volumeacutetrica de labomba de subsuelo si la separacioacuten gasliacutequido no es efectiva
Este problema generalmente se presenta en pozos donde lapresioacuten de fondo fluyente estaacute por debajo del punto de burbujeo esdecir cuando la fase gaseosa comienza a fluir dentro del aacuterea drenadalo cual se traduce en un aumento considerable de la raz6n de movilidadgas - petroacuteleoFuncionamiento Al entrar el fluido por las ranuras del anda de gas secrea una turbulencia y caiacuteda de presioacuten lo cual hace que el gas por serde menor densidad se separe del liacutequido y siga el espacio anularrevestidortuberiacutea El liacutequido por ser mas denso cae y se acumula en eltubo de barro donde es succionado por la bomba a traveacutes del tubo desuccioacuten
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de Gas Todas tienen el mismo principio de operacioacuten y objetivo separacioacuten gasliacutequido Sin embargo existen varios tipos con pequentildeas variaciones Natural niple perforado (poormdash man) copas multicopas y empacadura A continuacioacuten se detalla cada una de ellas
Natural Es muy sencilla y consiste solamente de un tubo de 20 a 30 pies de longitud con un niple perforado en la parte inferior sin tubo de succioacuten
Para que sea efectiva el ancla de gas natural debe instalarse por debajo de las perforaciones del forro ya que por su forma simple la separacioacuten soacutelo existe por diferencia de densidades y asiacute para que el fluido pase por la bomba debe fluir hacia abajoEsta ancla de gas no tiene uso practico en pozos productores de soacutelidos(por ejemplo arena) debido a su instalacioacuten profunda y la bomba puedesufrir problemas de atascamiento Por otra parte tampoco es eficazcuando las presiones de fondo del pozo son muy altas capaces deformar burbujas
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasNiple Perforado (Poorman) Un ancla de gas tipo ―Poorman (P) es unniple perforado igual que el descrito anteriormente con la adicioacuten de untubo conceacutentrico para la succioacuten y otro para la recoleccioacuten desedimentos (tubo de barro)Esta ancla simple y econoacutemica por el disentildeo de sus partes se usafrecuentemente en pozos ligeramente arenosos donde el nivel deliquido estaacute cerca del fondo del pozo sin embargo puede utilizarse acualquier profundidad
Copas Esta es un ancla de gas muy similar a la ―poorman y se diferenciapor las copas de metal a lo largo del niple
Multicopases un tubo y una serie de copas alrededor con orificiosdentro de ellas Esta difiere de la anterior porque estaacute provista de unnuacutemero mayor de copas y no requiere del tubo adicional de succioacuten yaque el principal hace las veces de eacuteste
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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COPAS MULTICOPAS
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EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANCLA DE GAS
Tipos de Anclas de GasEmpacadurasEsta consiste en un niple perforado en la parte superior y un tubo de succioacuten comunicado con el anular anclarevestidor en la parte inferior A diferencia de otras no lleva tuberiacutea de barro sino que estaacute instalada a una empacaduraEl fluido pasa a traveacutes de la empacadura hasta la parte superior del tubo ranurado las burbujas livianas de gas suben y los liacutequidos pesados caen para llegar a la bomba por medio del tubo de succioacuten
Este tipo de ancla se utiliza en pozos con alta produccioacuten de gas No se recomienda cuando producen arena debido a que tiende a depositarse encima de la empaca dura y dificultariacutea la sacada del equipo
A diferencia del ancla de gas tipo natural para que sea efectiva debe instalarse por encima de las perforaciones para que exista separacioacuten antes de llegar a la bomba de subsuelo
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ANCLA DE GAS TIPOS NATURAL NIPLE PERFORADO
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
COPAS MULTICOPAS
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EMPACADURAS
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ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
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Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
EMPACADURAS
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Anclas de GAS
ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
Ancla tipo empacadura
Casing
Tubing
Rods
Pump
Spillover Tube
Crossover
Packer
Pump IntakePerforations
Producing Zone
Ancla de gas natural
Casing
Tubing
Rods
Producing Zone
Pump
Seating Nipple
Tubing IntakePerforations
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
Ancla Poor-boy
Tubing
Rods
Pump
Tubing IntakePerforations
Producing Zone
Casing
Seating Nipple
Suction Tube
Mud Anchor
Ancla de copas
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Cartas Dinagraficas
Es un registro que se toma mediante el uso de un dinamoacutemetro o celdade carga el cual se coloca sobre la barra pulida (dentro de unespaciador) y que grafica las cargas a la que esta sometida la unidad debalanciacuten durante el ciclo de bombeo Es un graacutefico de carga vs Posicioacuten
Propoacutesito
Conocer la carga real encualquier punto del ciclo debombeo las condiciones deproduccioacuten del pozo y elcomportamiento del equipode subsuelo y la unidad debombeo
Dinamoacutemetro Convencional
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICASSISTEMA GUAYAELEVADOR
(ESPACIADOR PARA DINAMOacuteMETRO)
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA IDEALPREMISA 1 Cabillas nondashelaacutesticas (rigidas) Fluidos usado = agua 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten anclada
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA DESEADAPREMISA 1 Cabillas Elaacutestica (no riacutegidas) Fluidos usado = liquido 100
2 Tuberiacutea de Produccioacuten sin anclar
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTA DINAGRAFICA (CASO TIPICO)
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
CARTAS DINAGRAacuteFICAS
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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ANALISIS NODAL
Utilizando el software o meacutetodo apropiado se puede realizar el Anaacutelisis nodal del sistema de produccioacuten
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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BOMBA DE SUBSUELO- Tipos de Bombas
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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El levantamiento artificial es requerido cuando lapresioacuten del yacimiento no es suficiente caudal o nohay flujo de fluido
El proceso consiste en transferir energiacutea al fondodel pozo o disminuir la densidad del fluido en elpozo para reducir la presioacuten hidrostaacutetica de laformacioacuten
El Gas Lift usa gas a altapresioacuten en adicioacuten al gasde formacioacuten Los fluidos producidos sonlevantados mediante la reduccioacuten de la densidaddel fluido en el pozo para aligerar la columnahidrostaacutetica ola contra presioacuten
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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La inyeccioacuten de Gas lift disminuye ladensidad promedio de fluidoreduciendo la carga hidrostaacutetica sobrela formacioacuten para que la energiacuteadisponible en el yacimiento causeaportes y comercialmente los voluacutemenesde hidrocarburos sean bombeados odesplazado a superficie
A traveacutes de la inyeccioacuten de gas a relativaalta presioacuten desde superficie a unapredeterminada profundidad en el pozola gravedad especifica promedio delfluido disminuye causando la caiacuteda depresioacuten en la cara del pozo (Pwf)generando un draw-down adicional elcual de acuerdo a la ley de Darcy setraduce en incrementos de produccion
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Ventajasbull Bajo costo operacionalbull Flexibilidad ndash cambio de caudalesmediante ajustes a las tasas deinyeccioacuten yo presionesbull Faacutecil de cambiar las vaacutelvulas sinsacar la tuberiacuteabull Meacutetodo de levantamiento de altovolumen 35000 bpdbull Bueno para pozos con arena desviados
Desventajasbull Necesita una fuente de suministro de gasbull Si el gas es corrosivo requieretratamientobull Posibles altos costos de instalacionbull Modificaciones a las plataformasexistentesbull Mantenimiento e instalacioacuten decompresorbull Limitada por la presioacuten de yacimientos disponible
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO CONTINUO
Es considerado extensioacuten del flujo natural yconsiste en suplir de gas a la formacioacuten medianteinyeccioacuten continua de gas en la columna de fluidodel pozo con el propoacutesito de aligerarla paradisminuir la presioacuten fluyente del fondo y asiacutegenerar el diferencial de presioacuten que requiere laarena productora para aportar la produccioacuten quese desea
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Hay alta presioacuten estaacutetica en el yacimientobull Alta asa de produccioacutenbull Alta relacioacuten Gas Fluidobull Baja densidad del petroacuteleobull Alto porcentaje de agua
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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FLUJO INTERMITENTE
El gas se inyecta de manera intermitente paraasiacute producir la columna de fluidos en el pozopor etapas EL propoacutesito es permitir laacumulacioacuten de liacutequido en la tuberiacutea almismo tiempo de almacenar de gas en elespacio anular y la liacutenea de gas yperioacutedicamente desplazar el liacutequido de latuberiacutea con el gas
Este meacutetodo es recomendado cuandobull Baja Tasa de produccioacutenbull Baja Relacioacuten Gas Fluidobull Alta densidad de petroacuteleobull Baja presioacuten de fondo
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Liacutenea de Suministro de Gas
Se instala en el muacuteltiple de gas lift hasta el pozo para conducir el gas a alta presioacuten hasta el pozo productor
Medidor de Flujo y Registrador Barton
Sistema de Medicioacuten de Gas AGA-3 (Generalente usado) para registrar el flujo de gas inyectado al pozo
Valvula Reguladora Ajustable
Se utiliza para regular la cantidad de gas a inyectar en el pozo
Controlador de Intermitencia
Es un instrumento utilizado para controlar el tiempo de inyeccioacuten y las veces que desea inyectar por diacutea en el caso de los pozos productores con gas lift Intermitentes
Muacuteltiples de Levantamiento Gas Lift
Distribuyen el gas a inyectar en los pozos de Gas Lift desde la planta compresora
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Mandriles para levantamiento de gas
Son equipos que se instalan a diferentes profundidades sonpiezas tubulares conceacutentricas que poseen en su interior unreceptaacuteculo en el cual se instalan las vaacutelvulas de gas lift quepermiten suministrar al gas en la tuberiacutea
Valvulas para levantamiento de Gas Lift-
Regulan el paso de gas del revestidor a la tuberiacutea reductorapara aligerar el gradiente de presioacuten de fluido en la tuberiacutea yayuda a desplazar el fluido a la superficie
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Es un metodo de trasmision de energiamediante el cual se levanta fluido conuna bomba reciprocante o jet accionadaa profundidad por un fluido motoraccionado desde la superfircie
Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Esta energiacutea es trasmitidahidraulicamente
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Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Componentes
Superficie Sistema de fluido PotenciaBombas de superficieMultiples y Vaacutelvulas de Control
SubsueloSistema Fluido MotorBombas hidraacuteulica
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Sistema de PotenciaEl fluido motor recibe la energiacutea generada por las bombas ensuperficie este fluido trasmite la energiacutea a la bomba en el subsuelo yluego retorna con el fluido producido por el yacimiento
Existen dos tipos Cerrado cuando no se mezcla con los fluidos delyacimiento y abierto cuando si se mezcla
Bombas de SuperficieSon las bombas utilizadas para bombear el fluido motor
Muacuteltiples y Vaacutelvulas de ControlSe utilizan cuando existen varios pozos produciendo para dirigir elfluido con el objeto de hacer medicionesLas vaacutelvulas de control regula la presioacuten que se requiere para laproduccioacuten de uno o mas pozos
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Sistema de Fluido motorTrasmite la potencia a la bomba de subsuelo y a la vez lubrica todaslas partes moacuteviles de la misma El transporte del Fluido Motor y elFluido Producido se realiza a traveacutes de las tuberiacuteas
Bombas HidraacuteulicasEs el principal componente de este sistema de levantamiento
De doble accioacuten Tienen vaacutelvulas de succioacuten y descarga a los lados delpistoacuten Desplaza el fluido ascendente y descendente combinando laapertura y cierre de las mismas
Por cabilla Hidraacuteulico La bomba posee una cabilla en su interior paracambiar la alta presion del fluido potencia a baja presioacuten mediante unsistema de cuatro valculas
Bombas Jet (Tipo Chorro) Son las mas usadas en la actualidad Notiene partes moacuteviles es un sistema hidrodinaacutemico que operaprincipalmente a traveacutes de la transferencia de momento entre doscorrientes de flujo adyacentes El fluido de potencia de alta presioacutenpasa a traveacutes de un boquilla donde la energiacutea potencial se transformaen cineacutetica
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo Exploratorio es aquel pozo que se perfora comoinvestigacioacuten de una nueva acumulacioacuten de hidrocarburos esdecir que se perforan en zonas donde no se habiacutea encontradoantes petroacuteleo ni gas Este tipo de pozos puede perforarse enun campo nuevo o en una nueva formacioacuten productora dentrode un campo existente Es importante destacar que cualquierpozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburoses en principio un pozo exploratorio despueacutes de laconstruccioacuten del mismo dependiendo del aacuterea donde seperforoacute y del resultado de la perforacioacuten la clasificacioacuten delpozo cambia y pueden ser productores y no productores
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozos Productores son aquellos que permiten extraer losfluidos de las formaciones productoras
Pozos no Productores (Secos) son aquellos pozos que seperforan con el objetivo de producir hidrocarburos pero queuna vez terminados no producen ni petroacuteleo ni gas encantidades suficientes como para que su produccioacuten seaeconoacutemicamente rentable
Pozos de Desarrollo son aquellos pozos perforados con lafinalidad de explotar extraer y drenar las reservas de unyacimiento El objetivo principal al perforar un pozo dedesarrollo es aumentar la produccioacuten del campo razoacuten por lacual se perforan dentro del aacuterea probada sin embargo ydebido a la incertidumbre acerca de la forma o elconfinamiento de los yacimientos algunos pozos dedesarrollo pueden resultar secos
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
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Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo de Avanzada despueacutes de la perforacioacuten de un pozoexploratorio en un aacuterea inexplorada que resulta productor seperforan los pozos de avanzada con el objetivo principal deestablecer los liacutemites del yacimiento Sin embargo tambieacuten seperforan pozos de avanzada con el objeto extender el aacutereaprobada de un yacimiento si durante el desarrollo de laexplotacioacuten del mismo se dispone de informacioacuten que indiqueque este podriacutea extenderse maacutes allaacute de los liacutemitesoriginalmente supuestos entonces se perforan pozos fueradel aacuterea probada Estos tienen mayor riesgo que los pozos dedesarrollo dada su ubicacioacuten
Pozos de Inyeccioacuten son aquellos pozos que permiten inyectarfluidos en las formaciones atravesadas durante la perforacioacutenel fluido inyectado puede ser gas agua vapor de agua oproductos quiacutemicos El proceso de inyeccioacuten realizaprincipalmente con dos objetivos mantener la presioacuten delyacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran enla formacioacuten hacia los pozos productores
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo Estratigraacutefico su objetivo no es encontrar hidrocarburossino estudiar la columna estratigraacutefica con el fin de obtenerinformacioacuten geoloacutegica del subsuelo o petrofiacutesica razoacuten por lacual no se realiza la terminacioacuten de este tipo de pozo
Pozo Observador son pozos que despueacutes de cumplir lasfunciones de productores o inyectores al final de su vida uacutetilson destinados al estudio del comportamiento del yacimiento
Pozo de Disposicioacuten son pozos que se perforan con lafinalidad de disponer agua de formacioacuten fluidos deperforacioacuten desechos cuando no hay forma de manejarlos ensuperficie
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Pozo de Alivio son aquellos pozos perforados con el fin dedisminuir la presioacuten en un pozo cuando existe un reventoacuten
Pozos de Servicio son aquellos pozos cuya funcioacuten principalse vincula con actividades complementarias dentro de uncampo petrolero por ejemplo para el suministro de agua delcampo
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
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Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
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Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Verticales el teacutermino pozo vertical es utilizado para identificaraquellos pozos cuya desviacioacuten vertical se mantiene a aacutengulosde valores muy pequentildeos debido a que en la realidad no esposible que un pozo sea totalmente vertical en el correctosentido de la expresioacuten por tal razoacuten al perforar este tipo depozos se lleva el control de la desviacioacuten de la verticalidad delhoyo sin tomar en cuenta en que direccioacuten se efectuacutea esdecir soacutelo se realiza la medida del aacutengulo existente entre elhoyo y la vertical
Direccionales son aquellos cuya trayectoria ha sido desviadapara alcanzar un objetivo determinado generalmente laubicacioacuten en el fondo del pozo suele encontrarse en un aacutereainaccesible desde superficie En este tipo de pozos ladesviacioacuten vertical y horizontal se controlan con muchocuidado dentro de los liacutemites pre-establecidos
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Horizontal son pozos perforados horizontalmente o paralelosa los planos de estratificacioacuten de un yacimiento con lafinalidad de tener mayor aacuterea de produccioacuten Tambieacuten sedenominan pozos horizontales aquellos con un aacutengulo deinclinacioacuten no menor de 86ordm respecto a la vertical La longitudde la seccioacuten horizontal depende de la extensioacuten delyacimiento y del aacuterea a drenar en el mismo en la Figura 5b semuestra un esquema de un pozo horizontal un pozohorizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en lacondiciones de flujo de los fluidos ya que crea un aacuterea deforma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es deforma ciliacutendrica La productividad de un pozo horizontaldepende de la longitud y eacutesta a su vez depende de lasteacutecnicas de perforacioacuten otra consideracioacuten importante para laproductividad es el esquema de terminacioacuten que dependeraacutede las necesidades locales y de la experiencia que se tenga enel aacuterea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Reentradas son pozos perforados desde pozos ya existentes pudieacutendose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente Este tipo de pozos se pueden reperforar con una seccioacuten vertical o direccional
Multilaterales consisten baacutesicamente en un hoyo primario y uno o maacutes hoyos secundarios que parten del hoyo primario tal y como se muestra en la Figura 6b El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el nuacutemero de pozos que se perforan ademaacutes de optimizar la produccioacuten de las reservas Cuando se descubren muacuteltiples formaciones productivas en un solo pozo se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones y el petroacuteleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tuberiacutea sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento
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Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Este sistema es accionado por una bomba de desplazamientopositivo rotativo accionada desde la superficie por medio decabillas que trasmiten la energiacutea a traveacutes de un motoreleacutectrico ubicado en la superficie
ComponentesSuperficie Cabezal Giratorio
Prensa Estopa Sistema de trasmisioacuten de Energiacutea
Subsuelo Sarta de Cabillas Tuberiacutea de Produccioacuten Ancla de Gas Bomba Niple de Paro
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Equipos de Superficie
Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Equipos de Subsuelo
Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Equipos de Superficie
Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Equipos de Subsuelo
Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Equipos de Subsuelo
Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Cabezal Giratorio Soporta la carga de la sarta de cabillas ytrasmite el movimiento rotacional de las mismas se accionapor motores de combustioacuten internahidraacuteulicos o eleacutectricos
Sistema de Trasmisioacuten de Energiacutea Son los motores donde segenera la energiacutea para hacer funcionar este sistema
Prensa Estopa al igual que el sistema de bombeo mecaacutenicoevita que se filtre hidrocarburo a la superfice
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Es un meacutetodo de levantamiento artificial que utiliza unabomba centriacutefuga ubicada en el subsuelo y accionada porelectricidad que levanta los fluidos aportados por elyacimiento hasta la estacioacuten de flujo
COMPONENTESSupeficie Transformadores
Tablero de ControlVariador de Frecuencia Caja de Empalme Cabezal
Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Bomba Basada en el principio de bombaba de Mnoineau paradesplazar fluidos formada por dos elementos Estator yRotor El estator un cilindro de acero que se recubre con gomaendurecida en forma de doble heacutelice y el Rotor es la uacutenicapieza de la bomba disentildeado para rotar de modo exceacutentricopara bombear el fluido creando cavidades que progresan enforma ascendente
Niple de Paro Es un trozo de tubo que se coloca al extremodel estator para porder espaciar la bomba colorcar el ancla degas filtros de areana etc
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Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Subsuelo Sensor de Presioacuten Motor Eleacutectrico Protector Seccioacuten de Entrada Bomba Centriacutefuga Cable de potencia Equipo Miscelaacuteneo
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Tablero de Control Es el equipo que controla y protege elequipo que se encuentra en el subsuelo ya que poseedispositivos para controlar las subidas y bajadas de amperajeCaja de Empalme Permite conectar el cable que suministra laenergiacutea con el cable de la conexioacuten al motor y ayuda aventear a la atmoacutesfera cualquier cantidad de gas que fluya ala superficie a traveacutes del cable con el objeto que no llegue altablero e controlTransformadores Sion unidades que transforman el voltajeprimario de la liacutenea eleacutectrica a la correspondiente del motorusado para este tipo de sistema
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Sensor de Presioacuten Se acopla en la parte final del motor condispositivos electroacutenicos que enviacutean sentildeales a la superficie dela presioacuten de fondo y profundidad de la bombaMotor Estaacute formado por 20 rotores acoplados al eje ubicadosen los estatores y recubiertos con carcasa de acero Estaacutenllenos de un aceite altamente refinado de alta resistenciadieleacutectrica Existen de tipo dipolares trifaacutesicos tipoinduccioacutenProtector Se encuentra ubicado entre el motor y la bombapara facilitar la conexioacuten de estos elementos y evitar lafiltracioacuten de fluidos al motorSeccioacuten de Entrada Estaacute ubicada entre el protector y labomba permite el ingreso del fluido a la bomba (tipoestandar) y otras desviacutean el gas libre (separador de gas)
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
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Bomba Centriacutefuga Estaacute compuesta de etapas muacuteltiples enlas cuales cada una de eacutestas consta de un impulsor rotativoque imparte energiacutea cineacutetica al fluido que pasa a traveacutes de labomba a una continua aceleracioacuten y un difusor estacionarioque cambia esta energiacutea cineacutetica a potencialCable de PotenciaEs un cable trifaacutesico resistente a las temperaturas presiones eimpregnaciones de fluidos del pozoEquipo de Miscelaacuteneo Son los equipos usados durante lainstalacion del sistema como Valvula de Retencioacuten Vaacutelvula deDreanaje Centralizadores Guardacable y Soporte de Tuberiacutea
