8.30.Hs.villegasCentrilift-Tecpetrol IAPG Presentation3

3er Congreso de Producción, Mendoza - 1

Aplicación de Sistemas de Bombeo Electrosumergible en Campos

Maduros con condiciones severas

Javier Villegas, Raul Aracena, Luis Moncada, Oscar Muñoz (Baker Hughes Centrilift)

Roberto Rosa, Mario Ottulich (Tecpetrol)

3er Congreso de ProducciónMendoza, Argentina

Septiembre, 2006


Evolución del descubrimiento

Este grafico representa la acumulación de reservas descubiertas a través del tiempo y de reservas explotadas.


Producción en Campos Maduros

En 1982 la principal producción provenía de los yacimientos nuevos, mientras que la expectativa a futuro es que la principal producción la entregaren los yacimientos maduros.

Este trabajo describe la aplicación exitosa de sistemas de Bombeo Electrosumergibles (BES) en un campo maduro con condiciones severas


Yacimiento El Tordillo

El Tordillo

117 Km2117 Km2

El yacimiento el Tordillo abarca un área de 117 Km2.Ubicado en la Cuenca del Golfo San Jorge, provincia de Chubut, en la parte sur de la República Argentina.

Producción: 4,320 m3 de petróleo

Porcentaje de Agua: 90%



Tipo de Sistema

CantidadProducción Bruta (m3/d)

Bruta por Pozo (m3/d)

Producción Neta (m3/d)

Neta por Pozo (m3/d)

BES 227 24.935 108.6 1.800 8,0

BM 476 17.785 36.6 2.400 5,0

PCP 24 750 31.25 70 2,9

Surgente 9 150 16.6 47 5,2

TOTAL 736 43.620 - 4.320 -

Datos operativos a Junio 2006

Distribución de PozosSistemas de Levantamiento Artificial

227; 31%

476; 65%24; 3%

9; 1%

BES

MB

PCP

Surgente

Sistemas BES producen

57% del fluido total de El

Tordillo, con 42% de la

producción Neta



Formación el Trebol• Profundidad media del tope (E-4 ó Purple): 770 a 910 mbnm• Espesor medio: 300m• Porosidad Promedio: 30% (datos de perfiles)• Petróleos degradados, altos volúmenes de agua, presencia de sólidos (oAPI

promedio 22)

Formación Comodoro Rivadavia Profundidad media del tope (Cr-29 ó Red): 1.070 a 1.200 mbnm Espesor medio: 900m Porosidad Promedio: 21 - 24% Petróleos semidegradados + agua (oAPI promedio 22)

Formación Mina El Carmen Profundidad media del tope (Mc-99 ó Brown): 1.920 a 2.180 mbnm Espesor medio: >900m Porosidad Promedio: 15% Petróleos livianos + gas (oAPI >22 <30)

5-1/2”Casing

TVD ~ 2,900m

Principales Unidades del Yacimiento


Yacimiento El Tordillo Información de diseño de un pozo promedio

El Tordillo tiene condiciones de alta temperatura, producción de arena y carbonatos. Las características del yacimiento requieren que los sistemas BES sean instalados por debajo de las zonas productoras para maximizar la producción de los pozos.


Evolución Indice IntervencionEvolucion Indice Intervenciones 1999 -2005

1.04

1.04

0.50 0.52

2.61

0.50

1.92

1.60

0.77

2.25

1.82

1.67

1.58

2.27

1.80

1.64

2.18

1.07 1.09

1.28

1.79

0.69

1.38

1.33

1.75

0.64

1.71

1.71 1.

831.

200.

941.

111.

040.

81 0.94

0.76

1.38

0.76

0.59

1.02

1.30

1.48

1.48

1.19

1.61

1.57

1.23

0.90

0.63 0.

74 0.83

1.15

1.28

0.43

0.41

1.03

0.90

0.58 0.

660.

46 0.55

0.99

0.61

0.87

0.79

0.26

0.69

0.56

0.70 0.

771.

060.

450.

210.

420.

340.

470.

260.

440.

370.

370.

300.

300.

530.

29

0

50

100

150

200

250

Jan-

99

Mar-

99

May

-99

Jul-9

9

Sep-9

9

Nov-9

9

Jan-

00

Mar-

00

May

-00

Jul-0

0

Sep-0

0

Nov-0

0

Jan-

01

Mar-

01

May

-01

Jul-0

1

Sep-0

1

Nov-0

1

Jan-

02

Mar-

02

May

-02

Jul-0

2

Sep-0

2

Nov-0

2

Jan-

03

Mar-

03

May

-03

Jul-0

3

Sep-0

3

Nov-0

3

Jan-

04

Mar-

04

May

-04

Jul-0

4

Sep-0

4

Nov-0

4

Jan-

05

Mar-

05

May

-05

Jul-0

5

Sep-0

5

Nov-0

5

Can

tid

ad E

lect

ros

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

Cant. BES Indice Linea Tendencia

Inicio instalacion linea 10.4Kv

Bombas Resistentes a la abrasion

Bombas con Recirculacion

Motor S-375 Modificado

Aceite Alta Temperatura - CL6

Cable con Capilar

Motor S-375 con Recirculacion

Empalme de Transposicion

Bombas Centurion

Inhibidor de Incrustaciones

Frecuencia dependiente de la presion dinamica

Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29 entre el 2000 y el 2005 Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29 entre el 2000 y el 2005


Mejoras en los Sistemas BES

Mejoras implementadas en la operación de los Sistemas BES: Implementación de un plan de tratamiento químico con inhibidor de

incrustaciones Mejoras en la línea de transmisión eléctrica Utilización de bombas resistentes a la abrasión Instalación de bombas de recirculación para operar entre, o debajo, de los

punzados Modificaciones a los motores 375 y utilización de aceite dieléctrico de alta

temperatura Instalación de cable con capilar para la inyección de químico en el fondo del

pozo Empalmes de transposición Bombas de nueva Tecnología (Centurion) Mejoras en la utilización de los VSD en conjunto con Sensores de fondo

Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29 Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29

Sistemas BES incrementaron de 54 a 206Sistemas BES incrementaron de 54 a 206

Resultados

(Año 2000 al 2005)


Bomba de Recirculación

Zona Productora

Bomba PrincipalDiseño estándar o resistente a la abrasión


Sello

Motor

Clamp y centralizador

Tubo Recirculador

Succión

Área = 0.73 inch2 - Diámetro.= 0.96 inch

Tubo Recirculador

Permite la instalación equipos BES por debajo de los punzados sin la utilización de camisa de refrigeración


BOMBA PRINCIPALBOMBA PRINCIPAL

SUCCIONSUCCION

SELLOSELLO

MOTORMOTOR

SENSOR DE FONDOSENSOR DE FONDO

TUBO RECIRCULADORTUBO RECIRCULADOR

BOMBA RECIRCULACIONBOMBA RECIRCULACION

CAUDAL RECIRCULADO

CAUDAL RECIRCULADO

FLUIDO ADMITIDO POR LA BOMBA DE

RECIRCULACION

FLUIDO ADMITIDO POR LA BOMBA DE

RECIRCULACION

PRODUCCIONPRODUCCION




38

129

16

38

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2002 2003 2004 2005

Motor 440 Motor 375

Número de Pozos Bombas de Recirculación Operando

En primera instancia se utilizaron motores S-440 con bomba recirculadora. Mayor área de flujo al compararlo con instalaciones que requieren camisa de

refrigeración. La utilización de camisas de 4,1/2” son motores S-375 resulta en espacios anulares muy pequeños, alta velocidad de fluido, importantes perdidas de carga en los mismos y problemas de refrigeracion.

Ventajas de la bomba de Recirculación:

Menor costo

Mayor espacio anular

Reduce formación de incrustaciones (carbonatos) alrededor del motor

Reduce tiempos de instalación

Permite utilizar motores serie 440 en casing de 5-1/2 (mayor potencia)

Mejora la confiabilidad del sistema BES

Aumento de Producción


Bomba de Recirculación En segunda instancia, para cuando se quieren manejar caudales mayores, se

utilizaron motores S-375, con bomba recirculadora. Mayor área de flujo al compararlo con instalaciones que requieren camisa de

refrigeración de 4.1/2” o motor de S-440 con recirculacion.

Ventajas de la bomba de Recirculación:

Mayor espacio anular

Menores perdidas de carga

Mayor producción

Mejor refrigeración

Reduce formación de scale alrededor del motor

Mejora la confiabilidad del sistema BES


Inhibidor de Incrustaciones

Porcentaje respecto a equipos operando

05

10152025303540

SCALE

1999 - 2000 2000 - 2001 2001 - 2002 2002 - 2003 2003 - 2004 2004 - 2005 2005

Deposición de carbonato de calcio tapona las etapas de la bomba y afecta la refrigeración del motor

Este problema se ve normalmente agravado porque este yacimiento tiene un aporte importante de arena

Un programa de tratamiento químico fue diseñado para atacar el problema de las incrustaciones en el equipo BES

Al final del 2005, el 60% de los pozos se encontraban operando con inhibidores.

En cinco años el numero de fallas se redujo del 38% al 2% de los pozos operando


Bombas resistentes a la abrasión

Porcentaje respecto a equipos operando

0

10

20

30

40

50

60

SAND / ABRASIVES

1999 - 2000 2000 - 2001 2001 - 2002 2002 - 2003 2003 - 2004 2004 - 2005 2005

Resultados de Análisis de Falla mostraban importante desgaste abrasivo, tanto radial como axial.

Utilizando el Índice de Recomendación de Materiales (MRI) se seleccionó el tipo de protección abrasiva mas adecuado para la bomba

En este yacimiento se emplean módulos resistentes a la abrasión, de carburo de tungsteno, que proveen protección radial y axial a la bomba

En cinco años el numero de fallas se redujo del 50% al 5% de los pozos operando


Variadores de Velocidad (VSD)

140

184

10080

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2002 2003 2004 2005

Número de Pozos VSDs en Operación

Se emplean Variadores de Velocidad para maximizar la producción del pozo y responder a los cambios en la presión dinámica.

Los datos del Sensor de fondo se conectan al VSD para mantener la presión de admisión constante en la bomba variando automáticamente la frecuencia de operación por medio del VSD.

Se emplean Variadores de Velocidad para adecuar la velocidad de operación a las características del fluido a bombear (abrasivo y/o incrustante).


Otras Mejoras Implementadas

Mejoras en el Suministro de Energía: Instalación de línea independiente de 10.4 KV para los

equipos BES

Mejoras en los motores 375 con desarrollo de cabeza modificada para utilizar cable de

extensión (MLE) y enchufe de la serie 450

Utilización de aceite de alta temperatura en los motores

Inyección de Químico en el fondo del pozo mediante el uso de cable capilar

Utilización de técnica de Empalme de Transposición para reducir desbalance de las corrientes

eléctricas

Pruebas con Bombas de nueva tecnología


Conclusion

Los resultados de la aplicación de nueva tecnología en el yacimiento El Tordillo

demuestran la aplicación exitosa de los sistemas de Bombeo

Electrosumergibles (BES) en un campo maduro con condiciones muy severas.

Durante un periodo de cinco años se mejoro el índice de intervención en más de

un 20% anual: desde 1.33 al finalizar el año 2000 hasta 0.29 a finales del 2005.

Los sistemas BES son eficientes y confiables; la mayoría de las fallas son

prevenibles con un adecuado programa de operación y optimización. El trabajo

en conjunto entre el Operador y la Compañía de Servicios es fundamental para

lograr las mejoras deseadas en la aplicación de un sistema efectivo de

levantamiento artificial.


Evolución Indice Intervencion

Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29 entre el 2000 y el 2005 Índice de intervención se redujo de 1.33 a 0.29 entre el 2000 y el 2005

Evolucion Indice Intervenciones 1999 -2005

0

50

100

150

200

250

Jan-

99

Apr

-99

Jul-9

9

Oct

-99

Jan-

00

Apr

-00

Jul-0

0

Oct

-00

Jan-

01

Apr

-01

Jul-0

1

Oct

-01

Jan-

02

Apr

-02

Jul-0

2

Oct

-02

Jan-

03

Apr

-03

Jul-0

3

Oct

-03

Jan-

04

Apr

-04

Jul-0

4

Oct

-04

Jan-

05

Apr

-05

Jul-0

5

Oct

-05

Can

tidad

Ele

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s

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

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3.00

3.50

4.00

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