FACILIDADES DE SUPERFICIE I PRESENTACIÓN No. 5 Quito, 21 de Octubre del 2016 FACILIDADES DE SUPERFICIE I

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CODIGO – PTR714 2016B ING. ALVARO GALLEGOS ERAS, MSc. ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

FACILIDADES DE SUPERFICIE I SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

FACILIDADES DE SUPERFICIE I EQUIPOS DE SUPERFICIE PARA SISTEMAS DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)

FACILIDADES DE SUPERFICIE I PARÁMETROS PARA EL DISEÑO Datos del pozo Información del reservorio Propiedades del fluido Datos de producción Diagrama del pozo Tamaño de tubería de revestimiento y peso Tamaño de tubería de producción y peso Profundidad de asentamiento de tubería de revestimiento Intervalo de perforaciones Survey: Inclinación y dirección del pozo

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Existen diversos parámetros para la aplicación de este sistema, los cuales son: Temperatura: limitado por “350ºF para motores y cables especiales”. Presencia de gas: saturación de gas libre < 10% Presencia de arena: < 200 ppm (preferiblemente 0) Viscosidad: limite cercano a los 200 cps Profundidad: 6000 – 8000 pies Tipo de Completación: Tanto en pozos verticales, como desviados. Volumen de fluido: hasta 4000 BPD.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I COMPONENTES : Equipo de superficie Equipo de fondo

FACILIDADES DE SUPERFICIE I

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Equipo de subsuelo Casing de producción Packer Completación de fondo Bomba de fondo Cable conductor Motor eléctrico Protector Separador de gas Sección de entrada Sensores de fondo

FACILIDADES DE superficie I BOMBAS DE FONDO .

FACILIDADES DE PRODUCCIÓN Equipo de superficie del sistema de bombeo electrosumergible Cabezal del pozo Cable de alta tensión (superficial) Tablero de control, Transformador Variador de frecuencia Controlador de velocidad variable Caja de venteo

EQUIPOS SUPERFICIALES Bola Colgadora (cabezal) Los cabezales de superficie pueden ser de varios tipos diferentes, de los cuales, los más comúnmente utilizados son: Tipo HÉRCULES, para baja presión e instalaciones no profundas y Tipo Roscado, para alta presión e instalaciones a alta profundidad.

Caja de venteo La caja de venteo (conexiones) tiene tres funciones: Funciona como un punto de conexión entre el penetreador del cabezal, el cable "pigtail" y el cable de superficie permanente, permitiendo que los espacios internos de estos cables esté completamente sellados para prevenir la migración de gases desde el cabezal al cuarto de control. Permite el acceso al sistema eléctrico del cabezal para pruebas de rutina y la localización de averías; así como facilitar un medio local de aislamiento fuera de línea. Funciona como punto de desconexión del equipo del cabezal desde el sistema eléctrico de superficie durante una intervención o reparación del pozo.

Algunos de los aspectos que se deben considerar para la selección de la caja de venteo son: Debe estar diseñada y aprobada para su uso en áreas peligrosas. Ser fabricada de un material altamente resistente a la corrosión. Se debe incluir el soporte para el montaje de la misma en campo. La tapa puede ser del tipo desmontable o soportada por bisagras. Incluir provisiones para el aterrizamiento de la misma. Los accesorios de interconexión deben ser de acuerdos a los calibres de cable empleado. Debe ser clasificada Tipo Nema 4X/7/9

Conjunto cable de potencia/conector superficial El conjunto cable de potencia/conector superficial, interconecta la caja de venteo con el penetrador de la bola colgadora (cabezal). Puede ser del tipo desmontable y construido en fábrica en conjunto con el cable de potencia superficial o bien puede ser del tipo ensamblable en campo. El cable superficial deber ser de configuración redonda

Tablero de control  Es el componente desde el que se gobierna la operación del aparejo de producción en el fondo del pozo. Este puede ser sumamente sencillo y contener únicamente un botón de arranque y un fusible de protección por sobre-carga; o bien puede contener fusibles de desconexión por sobrecarga y baja carga, mecanismos de relojería para restablecimiento automático y operación intermitente, protectores de represionamiento de líneas, luces indicadores de la causa de paro, amperímetro, y otros dispositivos para control remoto, los tipos de tablero existentes son electromecánicos o bien totalmente transistorizados y compactos.

Tableros de Control .

Transformador   Este componente se utiliza para elevar el voltaje de la línea al voltaje requerido en la superficie para alimentar al motor en el fondo del pozo; algunos están equipados con interruptores "taps" que les dan mayor flexibilidad de operación. Se puede utilizar un solo transformador trifásico o un conjunto de tres transformadores monofásicos. El voltaje de generación dependerá de la capacidad del generador este podrá ser a 480 ó 4160 ó 13,800 Volts. Con un picos de voltaje permisibles de +20%.

Especificaciones eléctricas Especificaciones mecánicas Los factores a considerar cuando se especifica o diseña un transformador son: Especificaciones eléctricas Voltaje Impedancia Relación de transformación Factor K Altitud de operación Especificaciones mecánicas Tanque Tipo y preservación del líquido aislante Registro de mano Accesorios Accesorios para conexión a tierra Cambiadores de derivaciones Indicadores Válvulas de muestreo Válvula de alivio de presión Charola colectora de aceite Transmisores

INSTRUMENTOS Válvula de contra presión Válvula de drenaje Controlador de velocidad variable  Centralizadores Bandas de Cable

Válvula de contra presión Se coloca de una a tres lingadas de tubería por arriba de la bomba. Esta válvula permite el flujo en sentido ascendente, de manera que cuando el motor deja de trabajar, impide el regreso de la columna de fluidos y evita el giro de la flecha de la bomba en sentido contrario, lo cual la dañaría. Válvula de drenaje Al utilizar válvula de retención debe utilizarse una válvula de drenaje una junta por encima de está, como factor de seguridad para cuando se requiera circular el pozo del anular a la tubería de producción. Se coloca de una a tres lingadas por arriba de la válvula de contra presión.

VENTAJAS DEL BES Puede levantar altos volúmenes de fluido. Maneja altos cortes de agua Su vida útil puede ser muy larga Trabaja bien en pozos desviados. No causan destrucciones en ambientes urbanos Fácil aplicación de tratamiento contra la corrosión y formación de escamas. No tiene casi instalaciones de superficie. La motorización es eléctrica exclusivamente y el motor se encuentra en la bomba misma al fondo del pozo. Su tecnología es la más complicada y cara pero son preferidas en caso de tener que elevar grandes caudales.

Desventajas del BES Inversión inicial muy alta. Alto consumo de potencia. No es rentable en pozos de baja producción. Los cables se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas. Diseño complejo. Las bombas y motor son susceptibles a fallas. Susceptible a la producción de gas y arena. Es un sistema difícil de instalar y su energización no siempre es altamente confiable. Costo de instalación, es el más alto, pero el mantenimiento de superficie es mínimo y limitado a los componentes electrónicos de los variadores de velocidad y protecciones eléctricas.

Parámetros Limitación para temperaturas mayores de 350 F Volumen de hasta 4000 Barriles diarios Profundidad admisible entre 6000 y 8000 pies Presencia de arena inferior a 200 partes por millón

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CONCLUSIONES El método de levantamiento artificial por Bombeo Electrosumergible (BES), tiene como principio fundamental impulsar el fluido del reservorio hacia la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba. Es una bomba de varias paletas montadas axialmente en un eje vertical unido a un motor eléctrico. El conjunto se baja en el pozo con una tubería especial que lleva un cable adosado. Permite bombear grandes volúmenes de fluidos. El sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) ha demostrado ser una alternativa altamente eficiente para la producción de crudos livianos y medianos en el ámbito mundial, gracias a las ventajas que proporciona.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Este sistema posee la capacidad de manejar grandes volúmenes de crudo, barriles por día (BPD), desde profundidades hasta de 4572 metros. El sistema BES permite controlar y programar la producción dentro de los límites del pozo, a través del empleo del variador de frecuencia. Provee indicación continua de las condiciones de presión y temperatura en el pozo, gracias a las señales transmitidas por el sensor de presión y temperatura ubicado en el fondo pozo. La presencia de fallas que afectan el cumplimiento de las funciones de los equipos que conforman el sistema BES, con lleva a la paralización de la producción de petróleo.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Deber para la casa Dibujar un Diagrama de flujo (PDF), de un sistema para levantamiento artificial por: BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE, Equipo de fondo y de superficie. En un anexo describir cada una de sus partes y el concepto básico de su funcionamiento. Señalar el origen de la información presentada (Bibliografía). Usar la simbología adecuada. Incluir imágenes fotográficas de cada parte.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I ¿ PREGUNTAS ? ¡GRACIAS!