Diseño de un “Nuevo Método” de Internos (Trim) de Válvulas, para Optimizar los Procesos Ing. Leonardo Jorge PDVSA-INTEVEP

Contenido Objetivo Ubicación Geográfica Introducción Antecedentes Descripción del “Nuevo Diseño” de los Internos Evaluación Análisis de Resultados Conclusiones

Objetivo Presentar los resultados de la evaluación de la nueva Válvula LJ, con el “Nuevo Método” (Trim) para controlar la inyección de diluente y gas, con el objeto de optimizar la producción de la producción de Petróleo.

Introducción La eficiencia en la producción de los pozos, depende de la precisión de los instrumentos de control y medición. El volumen de la inyección de diluente y del gas, deben ser controlados con precisión por la válvula seleccionada para todo el rango de operación, adaptándose a los cambios en las condiciones de las variables del proceso. La optimización y la eficiencia en la producción es una necesidad urgente para mantener el volumen de producción requerido por la demanda de crudo mundial. Este Nuevo Método a resultado ser el más preciso conocido. La optimización de la producción de crudo Pesado, Extra-Pesado (P/XP) y Liviano Mediano (L/M), demanda precisión en el control de la viscosidad y del volumen del fluido inyectado. La inyección de diluente es la práctica comúnmente usada para crudo P/XP en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO), esto demanda alta precisión en el volumen inyectado. Para pozos de L/M, se debe controlar con precisión el flujo de gas para el Levantamiento Artificial con Gas (LAG) .

Instalación del “Nuevo Método” Antecedentes Válvula con “Nuevo Método” instalada en la inyección de diluente. Fig. 1 Set Point Flujo Antes Después Instalación del “Nuevo Método”

Automatica – PDVSA Morichal Instalación automática y manual de válvulas con el “Nuevo Método”. Para cualquiera de las dos instalaciones, las válvulas controlan el flujo con igual precisión. Automatica – PDVSA Morichal Manual - PDVSA Budare

Descripción de los Internos para el “Nuevo Método” 1.- Movimientos tridimensionales. 2.- No conexión mecánica fija entre el “Nuevo Método” y la válvula. 3.- Auto lubricado. 4.- Bajo torque. 5.- Bajo consumo eléctrico. 6.- Reducción de desgaste por erosión. Aguja Empaque Asiento Fig.2

Evaluación Variable o condición Nuevo Método compuerta Globo Aguja Bola Fallas Anuales Menor al 2% Mayor 70% Mayor 20% Mayor 10% Flotabilidad Aguja y Asiento Rígido Mantenimiento Simple Complicado Fácil Precisión Alta (+/- 0,01 %) Muy baja 30% Bajo 20% Bueno 5% Repetitividad Excelente Baja Buena Pobre Hermeticidad Sello Clase 7 Torque Muy Bajo Alto Consumo Eléctrico Muy alto Bajo Erosión Protección Atascamiento No Desplazamiento Micrométrico 40:1 Directo 3/4 Vuelta Directo Roscada 5 Vueltas Directo ¾ Tabla Comparativa de la Válvula con el “Nuevo Método” y Otras Válvulas con Otros Métodos, Usadas en la Inyección de Diluente y LAG

Instalación del “Nuevo Método” Análisis de Resultados Despues de instalar el “Nuevo Método”, se observa en este registro la precisión de la inyección de diluente con respecto al punto de ajuste del flujo, solicitado desde el Sistema de Control Central. Flujo Antes Después Set Point Instalación del “Nuevo Método” Fig. 1 Fig. 1

En esta gráfica se muestra el impacto por la falta de precisión en el flujo de diluente a pozos, lo que resulta en pérdida de producción por: alta presión de cabezal, Gravedad API fuera de control y taponamiento del oleoducto. El bajo y alto flujo producen alta presión de cabezal de los pozos, uno por alta viscosidad y el otro por el espacio físico ocupado en la tubería. Con el “Nuevo Método” se controla el volumen de diluente exato a cada pozo. Pozo con Producción 500 BLS; 8°API 200 160 Área de Flujo Optimo 120 CABEZAL PSI 80 70 psi 40 50 100 150 200 250 300 Diluente BLd 52 °API

Pozo con Producción de 24° API Esta gráfica muestra el impacto en la producción de los pozos de LAG con deficiente control en el flujo del gas. Observese que con el gas sobrante debido al control óptimo, se puede duplicar la producción al aplicarlo en un pozo con caracteristica similares Pozo con Producción de 24° API 600 Área de Flujo Máximo 500 400 Área de Flujo Optimo Prod. BLD 300 200 100 180 100 200 300 400 500 600 Inyección de MSCFD

Trescientas (300) de estas válvulas con su “Nuevo Método” se han instalado en PDVSA con los siguientes resultados: 01.- Control del flujo óptimo. 02.- Estabilización de la presión de cabezal. 03.- Significativo reducción de fallas. 04.- Facil Mantenimiento. 05.- Aumento del tiempo entre fallas (MTBF). 06.- Alta reducción por la erosión. 07.- Auto lubricación. 08.- No atascamiento mecánico. 09.- No fugas. 10.- Muy bajo torque. 11.- Muy bajo consumo de energía. 12.- Excelente repetitividad. 13.- Alta precisión (0.01% Range). En PDVSA se trabaja en la masificación del “Nuevo Método”.

Lecturas del flujo de diluente a través de la válvula abriendo y cerrando Flujo B/d Posición Repetitividad: Para cualquiera de las posiciones (100% abierta o cerrada), la válvula se mueve buscando el set point con una precisión de +/- 0.01%.

Reporte de Fallas de la Válvula con el “Nuevo Método” 569 600 500 400 Fallas 216 300 181 200 20 19 17 17 2 100 Años 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 En el 2001 se inició la instalación de la válvula con el “Nuevo Método”. Para el 2007 se habían instalado trescientas (300) válvulas con una importante reducción en las fallas de 0,35%.

Conclusiones 1.- Lo óptimo es mejor que lo máximo. 2.- Con equipos e instrumentos precisos para el monitoreo y control de los procesos, la producción de petróleo es más segura, confiable y rentable, para con ello alcanzar las metas. 3.- Desde la instalación de la válvula con el “Nuevo Método”, se ha observado una importante precisión en el control del volumen exacto de la inyección de diluente y gas, evitando pérdida en la producción y baja eficiencia en la distribución de los fluidos. 4.- La válvula con el “Nuevo Método” también se ha usado en aplicaciones como: control de presión del anular, control de nivel de ínter etapas de los compresores, sistemas de enfriamiento. 5.- Alta confiabilidad y bajo mantenimiento.

Conclusiones 6.- Trescientas (300) válvulas con este “Nuevo Método” se han instalado en PDVSA desde el 2001 con un excelente comportamiento, observado en el control de los procesos y reducción de fallas menor al 0,35%. 7.- En PDVSA se ha decidido masificar el uso de esta válvula con el “Nuevo Método”. 8.- En pruebas durante su desempeño en PDVSA – Cabrutica fue evaluada por el usuario como: impresionante.

Gracias Preguntas? Título del Trabajo: Diseño de un “Nuevo Método” de Internos (Trim) de Válvulas, para Optimizar los Procesos Autor: Leonardo Jorge Hernandez