Roberto Rosa, Mario Ottulich (Tecpetrol) 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 Producción Mendoza, 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 Centrilift

Yacimiento El Tordillo 117 Km2 Producción: 4,320 m3 de petróleo Porcentaje de Agua: 90% 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. Centrilift

Producción Bruta (m3/d) Yacimiento El Tordillo Sistemas BES producen 57% del fluido total de El Tordillo, con 42% de la producción Neta Tipo de Sistema Cantidad Producción 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 Centrilift

Yacimiento El Tordillo Principales Unidades del Yacimiento 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

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. Centrilift

Evolución Indice Intervencion 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 Sistemas BES incrementaron de 54 a 206 Resultados (Año 2000 al 2005)

Área = 0.73 inch2 - Diámetro.= 0.96 inch Bomba de Recirculación Permite la instalación equipos BES por debajo de los punzados sin la utilización de camisa de refrigeración Área = 0.73 inch2 - Diámetro.= 0.96 inch Tubo Recirculador Zona Productora Bomba Principal Diseño estándar o resistente a la abrasión Bomba de Recirculación Sello Motor Clamp y centralizador Tubo Recirculador Succión Centrilift

FLUIDO ADMITIDO POR LA BOMBA DE RECIRCULACION Bomba de Recirculación PRODUCCION BOMBA PRINCIPAL FLUIDO ADMITIDO POR LA BOMBA DE RECIRCULACION BOMBA RECIRCULACION SUCCION TUBO RECIRCULADOR SELLO Este para aprovechar al maximo el diagrama corranlo de acuerdo al tiempo de cada parcial del power piont CAUDAL RECIRCULADO MOTOR SENSOR DE FONDO Centrilift

Bomba de Recirculación 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 Centrilift

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 Centrilift

Inhibidor de Incrustaciones 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 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) 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). Centrilift

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

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