bombeo hidraulico, cavidades progresivas y plunger lift

INTEGRANTES

»ALEXANDER GUTIERREZ P.»MARIZABEL QUISBERT M.»JAVIER RAMIREZ G.»ANA CARLA HEREDIA M.»SELVIN RUDYARD NUÑEZ F.

INTRODUCCIÓN

RECUPERACION ARTIFICIAL

BOMBEO HIDRAULICO CAVIDADES PROGRESIVAS PLUNGER LIFT

BOMBEO HIDRAULICO

En el sistema conocido como bombeo hidráulico, la energía adicional suministrada al fluido de la formación es trasmitida hidráulicamente al fondo del pozo…..

»CARACTERISTICAS

»PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

VENTAJAS»El Bombeo Hidráulico es más flexible para

adaptarse a los cambios en caudales de producción.»Pude producir mayores caudales desde

mayores profundidades.»Pueden explotar los pozos con mayores

relaciones de gas a petróleo»Pueden tolerar sólidos dentro de la

producción.

DESVENTAJAS»El Bombeo Hidráulico se aplica en

forma poco apropiada en muchos casos.»Es compleja la fabricación de

Bombas hidráulicas a Pistón.»Se requiere acondicionar (limpiar)

el fluido motriz.

»APLICACIONES

»MECANISMOS DE OPERACION

TIPOS DE SISTEMAS DE OPERACIÓN

»SISTEMA ABIERTO DE FLUIDO MOTRIZ

»SISTEMA CERRADO DE FLUIDO MOTRIZ

SISTEMA ABIERTO DE FLUIDO MOTRIZ

BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET

VENTAJAS DEL B.H. TIPO JET

» Son convenientes por sus bajos costos de mantenimiento

» Capacidad de manejar volúmenes extremadamente altos.

» Capacidad de manejar producción con gas. »Manejo de sólidos y fluidos corrosivos.

DESVENTAJAS DEL B.H. TIPO JET

» Las bombas Jet requieren un caballaje alto

» En ciertos pozos, el cliente debe decidir si ha de tolerar mayores costos de mantenimiento que las bombas a pistón, o pagar para cubrir los requisitos de caballaje adicional para poder usar Bombas Jet.

SISTEMA CERRADO DE FLUIDO MOTRIZ

BOMBEO HIDRAULICO TIPO PISTON

En el caso de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón, el equipo de subsuelo está formado básicamente por los siguientes componentes:

» Arreglo de tubería: permite clasificar los diferentes tipos de instalaciones del sistema, tales como: tipo insertable fijo, entubado fijo, bomba libre tipo paralelo y tipo entubado.

» Bomba hidráulica de succión: el principio de operación es similar al de las bombas del Bombeo Mecánico, sólo que en una instalación de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón, la cabilla se encuentra en el interior de la bomba.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE

BOMBEO HIDRAULICO

COMPONENTES DE SUPERFICIE» Tanque de almacenaje para el fluido motriz» Bombas de alta presión» Manifold» Línea de alta presión y línea de baja presión» Cabezal del pozo» Válvula de control de flujo» Válvula de control del pozo» Lubricador» Líneas de alta y baja presión» Válvulas de paso» Turbina de caudal» Cuenta barriles» Manómetros de alta y baja presión» Separador horizontal y vertical

SISTEMAS PARA ACONDICIONAR EL FLUIDO

MOTRIZ EN SUPERFICIELa función de un sistema que acondiciona el fluido motriz en la superficie es proporcionar un volumen constante y adecuado de un fluido motriz idóneo para operar las bombas en el subsuelo.

SIST. CENTRALIZADO DE ACONDICIONAMIENTO» Separadores» Tanques de lavado y almacenamiento de

la estación» Bombas multiplex de superficie» Válvulas de control» Medidores de presión y caudal» Reguladores de presión y caudal» Líneas de alta y baja presión» Cabezal del pozo

SIST. AUTONOMO DE ACONDICIONAMIENO» Módulo separador horizontal y vertical» Bomba multiplex con motor incorporado» Válvulas de control» Reguladores de presión y caudal» Una ó dos centrífugas ciclónicas

(desarenadores)» Líneas de alta y baja presión» Cabezal de pozo

COMPONENTES DE FONDO

» Tuberías de revestimiento (CASING)» Tubería de producción (TUBING)» Cavidad (Ó CAMISA DESLIZABLE)» Aisladores de zonas (EMPACADURAS)» Camisas deslizables (SLIDING SLEEVE)» Standing valve (válvula de pie)» Bomba jet claw (bombas hidráulicas de

subsuelo)

TIPOS DE SISTEMAS DE SUBSUELO

» El tipo libre no requiere una unidad especial para colocar ni recuperar la bomba.

» El tipo fijo, la bomba de fondo se conecta con la tubería de fluido motriz, y se coloca en el pozo como una parte integral de dicha sarta.

» En el sistema a base del cable, la bomba se coloca en una camisa deslizante, se instala sobre una válvula de gas-lift, o bien sobre una válvula de inyección de productos químicos.

BOMBEO DE CAVIDAD PROGRESIVA

El Bombeo por Cavidad Progresiva proporciona un método de levantamiento artificial que se puede utilizar en la producción de fluidos muy viscosos….

Un sistema BCP consta básicamente de un cabezal de accionamiento en superficie y una bomba de fondo compuesta de un rotor de acero, en forma helicoidal de paso simple y sección circular, que gira dentro de un estator de elastómero vulcanizado.

DESCRIPCION DEL SISTEMA

La operación de la bomba es sencilla; a medida que el rotor gira excéntricamente dentro del estator, se van formando cavidades selladas entre las superficies de ambos, para mover el fluido desde la succión de la bomba hasta su descarga….

TIPOS DE INSTALACIÓN

BCP

INSTALACIÓN CONVENCIONAL

INSTALACIÓN INSERTABLE

VENTAJAS DEL BCP» Producción de fluidos altamente viscosos

(2000-500000) centipoises.» Los costos operativos son también mucho más

bajos.» Los costos de transporte son también mínimos,

la unidad completa puede ser transportada con una camioneta.

» El bajo nivel de ruido y pequeño impacto visual la hace ideal para áreas urbanas.

» Simple instalación y operación.

DESVENTAJAS DEL BCP» Resistencia a la temperatura de hasta 280°F

o 138°C (máxima de 350°F o 178°C).» Alta sensibilidad a los fluidos producidos…» Tendencia del estator a daño considerable

cuando la bomba trabaja en seco por períodos de tiempo relativamente cortos …

» Desgaste por contacto entre las varilla y la cañería de producción en pozos direccionales y horizontales.

Ventajas de la instalación insertable

» No necesita ser removida la columna de tubería de producción para extraer la bomba del fondo.

» La sustitución de la bomba de fondo puede ser realizada con ayuda de un equipo pequeño de servicio.

» Los costos de servicio y mantenimiento son reducidos.

» La torsión de trabajo es baja, razón por la cual pueden utilizarse varillas de diámetro menor disminuyendo el roce con el tubing.

GEOMETRÍAS

La geometría de la bomba está sujeta a la relación de

lóbulos entre rotor y estator, y está definida por los siguientes parámetros:

La capacidad de un sistema BCP para vencer una determinada presión está dada por las líneas de sello hidráulico formados entre ROTOR y ESTATOR. Para obtener esas líneas de sello se requiere una interferencia entre rotor-estator, es decir una compresión entre rotor y estator.

Existen distintas geometrías en sistemas BCP, y las mismas están relacionadas directamente con el número de lóbulos del estator y rotor.

EJEMPLONº de lóbulos del rotor 3 Geometría 3:4Nº de lóbulos del estator 4

Por lo tanto esta relación permite clasificar a las bombas BCP en dos grandes grupos:

» “Singlelobe” o single lobulares : Geometría 1:2

» “Multilobe” o Multilobulares : Geometría 2:3; 3:4; etc.

PRESIÓN EN LA BOMBA- DISTRIBUCIÓN Y EFECTOS

La presión desarrollada dentro de la bomba depende básicamente de dos factores:

» Número de líneas de sello (etapas)» Interferencia o compresión entre rotor y

estator

Se pueden presentar distintas combinaciones que afectan a la distribución de la presión

dentro de la bomba:

»Igual Interferencia- Distinto número de etapas

»Igual número de etapas - Distinta Interferencia

EQUIPOS DE SUPERFICIE Y EQUIPOS DE SUBSUELO

EQUIPOS DE SUBSUELO

EQUIPOS DE SUPERFICIE

Los componentes de superficie de dividen en tres sistemas que son:

»Cabezal de rotación»Sistema de transmisión»Sistema de frenado

ELASTÓMEROSSon la base del sistema BCP en el que está moldeado el perfil de doble hélice del estator. De su correcta determinación y su interferencia con el rotor, depende la vida útil de una BCP.

CONDICIONES DE ELASTÓMEROS PARA BCP.

Características» Resistencia a la fatiga» Elasticidad» Dureza shore» Resistencia al desgarramiento» Resistencia a la abrasión» Resistencia a la velocidad para volver a la

forma original» Permeabilidad

ELASTÓMEROS PARA PETRÓLEO

Los principales elastómeros que se usan en la industria petrolera

son el caucho de nitrilo butadieno NBR (nitrile

butadiene rubber)

PLUNGER LIFTEl Plunger Lift fue diseñado e

implementado inicialmente en los Estados Unidos para la

explotación de aproximadamente 120,000 pozos de gas condensado….

DESCRIPCION DEL SISTEMA

El sistema consiste de un amortiguador en el fondo, un lubricador con conexión en T (Flow Tee), y un receptor en superficie, un controlador para abrir y cerrar el pozo, y por supuesto, un Plunger o pistón libre….

Este método no requiere de energía adicional a la del

yacimiento, pero si necesita espacio donde la energía de gas se pueda almacenar para

luego ser suministrada al tubing a una tasa alta…

La aplicación del “Plunger Lift” tiene como objetivo, optimizar la producción de petróleo utilizando el gas como fuente de energía, de esta manera logramos producir un flujo multifásico con un sistema de extracción extremadamente económico.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

El sistema Plunger Lift es una forma de levantamiento artificial basado en un método de cierre y apertura del pozo en superficie con el fin de utilizar la energía del yacimiento….

ELEMENTOS DEL EQUIPO PLUNGER LIFT

» Controlador de cabeza de pozo

» Lubricador » Válvulas motoras » Conjunto de separación y

regulación del gas » Panel solar » Resorte de fondo » Pistón

TIPOS DE INSTALACIONES

»CONVENCIONAL

»GAS LIFT INTERMITENTE USANDO UN PISTÓN

»CON UN EMPAQUE

VENTAJAS DE PLUNGER LIFT

» Específicamente diseñado para usarlo en pozos de baja de producción y con problemas de carga de líquido.

» Buena confiabilidad, combinada con un fácil mantenimiento y bajos costos de instalación y operación.

» Aplicable para pozos con alto RGL. » Ayuda a mantener el tubing libre de parafinas.

DESVENTAJAS DE PLUNGER LIFT

» Requiere supervisión de ingeniería para una adecuada instalación.

» No permite alcanzar la depleción del yacimiento, para lo cual se requeriría de otro sistema.

» Anular vivo, lo cual representa riesgo en superficie.

APLICACIONES DEL SISTEMA PLUNGER LIFT»Remoción de líquidos de pozos

productores de gas»Pozos productores de petróleo con

alto GOR»Pozos que presentan parafinas y

otras depositaciones»Control de Hidratos

APLICACIONES SEGÚN EL TIPO DE POZO O

YACIMIENTO

»PLUNGER LIFT PARA POZOS AUTÓNOMOS

»PLUNGER LIFT PARA POZOS ASISTIDOS

CICLOS DE OPERACIÓN DEL

PLUNGER LIFT

»CICLO 1: ARRIBO DEL PLUNGER AL FONDO DE LA TUBERÍA»CICLO 2: CARGA DEL PLUNGER»CICLO 3: ASCENSO DEL PISTÓN»CICLO 4: EL PISTÓN EN

SUPERFICIE

PARÁMETROS CONSIDERADOS PARA

LA APLICACIÓN DEL PLUNGER LIFT

»Mínima Relación Gas-Líquidos (RGL) »Presión de Casing Mínima Requerida »Presión de Casing Máxima Requerida »Calculo de la Media presión de Cañería »Cálculo de Gas Necesario »Cálculo de Número Máximo de Ciclos »Cálculo Caudal Máximo

MUCHAS GRACIAS!!!