DEFINICION Un sistema de levantamiento artificial es un mecanismo externo a la formación productora encargado de levantar crudo desde la formación a una.

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2 DEFINICION Un sistema de levantamiento artificial es un mecanismo externo a la formación productora encargado de levantar crudo desde la formación a una determinada tasa, cuando la energía del pozo es insuficiente para producirlo por si mismo o cuando la tasa es inferior a la deseada.

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4 Uno de los métodos más antiguos de levantamiento artificial es el bombeo mecánico, el cual es el más usado en el ámbito mundial y nacional, tanto en la producción de crudos pesados como en la de extra pesados, aunque también se usa en la producción de crudos medianos y livianos. OBJETIVOS El objetivo principal es la de aplicar el bombeo mecánico para poder realizar un programa que nos ayude a una mejor solución y rapidez cuando se apliquen los cálculos que se realizan durante el proceso de perforación y así nos ahorre tiempo.

5 TIPOS DE UNIDAD DE BOMBEO MECÁNICO Unidad convencional con caja balanceada (lufkin) Unidad mark ii Lufkin la unidad de perfil mas baja Unidad con aire balanceado Balanceo con viga – churchill lufkin Componentes del bombeo mecánico Unidad lufkin rm

6 Cabeza de Caballo Viga Prensa Estopa Línea de Flujo Barra Pulida Guayas Motor Engranajes Contra peso Cabillas Cigüeñal Cojinete central Brazo Pasador Tubing Elevador

7 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Básicamente el sistema consta de un aparato individual de bombeo en superficie accionado por un motor que transmite mediante un dispositivo contrapesado de biela-manivela y a través de las varillas de bombeo, el movimiento alternativo a la bomba de profundidad. Por lo tanto, tenemos dos instalaciones fundamentales:  Instalaciones de Superficie.  Instalaciones de Profundidad.

8 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE PROFUNDIDAD TRAMPA DE GAS.- Es una instalación ubicada en la profundidad que permite una separación primaria de liquido y gas en profundidad, mediante una trayectoria liberándose el gas hacia la columna (espacio anular) y el liquido ingresa a la bomba de profundidad.

9 CICLO DE UNA BOMBA.-Existen diferentes ciclos dentro aplicados a todo tipo de bombas, un ciclo podemos definir como el recorrido que realiza el flujo desde que ingresa al pozo hasta que sale a los tanques de lodo. BOMBA DE PROFUNDIDAD.-Es el principal elemento dentro de la instalación de bombeo mecánico está conformado por un cilindro llamado “funda”, camisa o barril de trabajo.

10 SARTA DE VARILLAS DE BOMBEO.-Es un conjunto de barras elásticas, mazicas conectadas una con las otras a través de roscas especiales, las juntas pueden conectarse con cuplas o varillas integrables “hembra y macho”. TUBERÍA DE PRODUCCIÓN.-Es una serie de tubos que se usa para trasportar el fluido y al mismo tiempo, sirve de guía a la sarta de cabilla que acciona la bomba. ANCLA DE TUBERÍA.-Controla los movimientos de la tubería, eliminar los esfuerzos durante la acción de bombeo, mantiene la tubería en una posición constante y reduce la fricción entre las cabillas y la tubería

11 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS EN SUPERFICIE  Vástago pulido  Funciones del vástago pulido  Prensa estopa  Cabezal  Colgador  Balancín  Manivela, cigüeñal  Biela  Sistema biela – manivela  Engranaje reductor o caja reductora  Contrapaso

12 MOTOR.-La función del motor principal es proporcionar a la instalación energía mecánica que eventualmente será transmitida a la bomba y usada para elevar el fluido. 1.- motores de combustión interna 2.- motores eléctricos bombas tubulares (t) la “t” de flujo bombas insertables (r) TIPOS DE BOMBAS

13 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS T = bomba tubular. W = camisa entera o funda entera. G = más niple de extensión. L = seccionada o al liner. R = bombas insertadas. 1.- TW bomba tubular con camisa entera. 2.- TWE bomba tubular con camisa entera + niple de extensión. 3.- TL bomba tubular seccionada. 4.- TLE bomba tubular seccionada + niple de extensión. 5.- RW bomba insertable con camisa entera. 6.- RWE bomba insertable con camisa + niple de extensión. 7.- RL bomba insertable seccionada o al liner. 8.- RLE bomba insertable seccionada + niple de extensión.

14 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN.- Existen dos instrumentos para determinar el funcionamiento de la bomba que son: 1.DINAMÓMETRO 2.ANALISIS DE REGISTROS DINAMOMETRICOS 3.ECOMETRO O SONOLOG 4.INTERPRETACION DE UN REGISTRO DE ECOMETRO

15 VENTAJAS DEL BOMBEO MECÁNICO  El diseño es poco complejo, relativamente simple  Se pueden cambiar las bombas con bajo costo.  Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso.  El equipo puede ser operar a temperaturas elevadas.  Trabaja bien con muy bajos niveles dinámicos. DESVENTAJAS DEL BOMBEO MECÁNICO Requiere altos costos de mantenimiento. Posee profundidades limitadas. La taza de producción declinan rápidamente. Presenta problemas en pozos desviados. La presencia de sólidos es un problema para el sistema.

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17 INTRODUCCIÓN El gas lift es un medio para producción de fluidos después que cesa el flujo por surgencia natural o completado por flujo natural, por medio del cual las altas presiones de gas natural son usadas para desplazar el fluido o alivianado desde el punto de inyección delgas hasta la superficie.

18 Algunos de los factores que afectan la selección a partir de la forma para ser empleados en operaciones de gas lift son:  Caudal o rata de producción.  Presión de fondo del agujero (BHP).  Índice de productividad (IP).  Profundidad del levantamiento.  Presión de inyección del gas.

19 CLASIFICACIÓN DE GAS LIFT  Gas Lift Continuo. El levantamiento artificial de Gas Lift Continuo, es similar al método de producción por flujo natural con la diferencia que la relación gas – líquido en la columna de fluido es alterada mediante la inyección de gas comprimido. El gas disminuye el peso de la columna de tal forma, que la energía del yacimiento resultara suficiente para levantar la producción hasta la superficie.

20  Gas Lift Intermitente. El Sistema de Gas Lift Intermitente, es el sistema mas utilizado en un campo de baja presión, pero que cuenta con gas propio del campo, y se utiliza gas comprimido como recurso para la elevación artificial.

21 Presión de Arranque. Para que el pozo surja se necesita inyectar cierta cantidad de gas. Cuando se bombea el gas, la presión en boca de cañería de inyección sube a su máximo, llamándose a esta presión de arranque. Presión de Trabajo. Es la presión que se mantiene antes o después de la inyección del gas lift, es una presión constante de trabajo. En la recuperación secundaria por medio de Gas Lift se tiene dos presiones que son muy importantes:

22 EQUIPOS DE SUPERFICIE PARA EL CONTROL DE INYECCIÓN. El control de la inyección de gas en superficie se realiza mediante un equipo compuesto por un controlador de válvula motor de cierre instantáneo automático El controlador como su nombre lo indica controla la frecuencia y el tiempo de inyección de gas al espacio anular el pozo mediante una válvula motor

23 Equipos Subsuperficial. Por la forma de asentamiento de las válvulas gas lift. En los mandriles, estos pueden ser:  Los Mandriles Convencionales.  Los mandriles con bolsillo lateral interno. Tipos de instalaciones con Gas Lift. Básicamente existen tres tipos de instalaciones con gas lift, a saber:  Instalación abierta  Instalación semi-cerrado  Instalación cerrada.

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25 INTRODUCCION Hay muchos métodos de levantamiento artificial, sin embargo hay un tipo de levantamiento artificial que no es muy aplicado en la industria petrolera y es el levantamiento artificial por bombeo hidráulico, pero comprobándolo con el mecánico y el neumático es relativamente mas eficiente.

26 VENTAJAS DEL BOMBEO HIDRAULICO.- Tiene buena eficiencia a grandes profundidades. desde una sola fuente de fluido motriz. Se pueden reparar las bombas jet en el campo. Las bombas jet pueden producir altos volúmenes. DESVENTAJAS DEL BOMBEO HIDRAULICO. Requiere que el personal de operaciones tenga los conocimientos suficientes. La alta presión en la superficie puede plantear un peligro. Se requiere acondicionar (limpiar) el fluido motriz. Los sistemas centralizados requieren equipos grandes de tratamiento.

27 FUNDAMENTOS DEL BOMBEO HIDRAULICO Un sistema de bombeo hidráulico, como los que actualmente se ofrecen en el mercado, toma su liquido de un reservorio de fluido motriz en la superficie, lo pasa a través de una bomba reciprocante multiplex a pistón en la superficie para incrementar la presión del liquido TIPOS DE SISTEMAS DE OPERACIÓN.-Hay básicamente dos tipos operativos de los sistemas de bombeo hidráulico; el sistema de fluido motriz cerrado y el sistema de fluido motriz abierto. Sistema de fluido motriz cerrado (CPF) motriz.Sistema de fluido motriz abierto (OPF )

28 SISTEMAS PARA ACONDICIONAR EL FLUIDO MOTRIZ EN LA SUPERFICIE.-La 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. Sistema centralizado de acondicionamiento.-Este sistema tratara dicho fluido para uno o más pozos, para eliminar el gas y sólidos, en un solo lugar.

29 SISTEMA CENTRALIZADO DE FLUIDO MOTRIZ Tanque de decantación del petróleo motriz En este sistema usualmente tiene 24 pies de alto, tres anillos de hacer API empernados, con 750 barriles de capacidad, un cónico y un sumidero de hierro colado. Difusor.- Línea de producción hasta el tanque Línea de veteo del gas Retiro de producción Línea de evacuación Líneas de suministro de la bomba multiplex Modulo portátil para acondicionamiento del fluido en el sitio del pozo y modulo de fuerza

30 TIPOS DE SISTEMAS DE SUBSUELO.- Hay tres tipos básicos de sistemas de subsuelo: En un sistema de tipo libre El un sistema de tipo fijo En el sistema a base del cable SISTEMA DE BOMBA LIBRE.-El tipo libre no requiere de una unidad especial para colocar ni recuperar la bomba

31 INSTALACIÓN TIPO PARALELO–LIBRE.-Para un sistema abierto de fluido motriz incorpora dos sartas de tubería y una cavidad, pero sin empaquetadura “packer” La sarta principal se utiliza para suspender la cavidad. Este conjunto de fondo de pozo tiene un receso que recibe el arpon que está en el fondo de la sarta paralela. CASING-LIBRE PARA UN SISTEMA ABIERTO DE FLUIDO MOTRIZ.-Este diseño, todo el gas producido debe pasar por la bomba. Esto puede afectar la eficiencia de una bomba a pistón en cuanto a su desplazamiento de líquidos, en relación directa a la cantidad de gas que se produce. CONJUNTOS DE FONDO DE POZO.-Las cavidades par bombas tipo libre tendrán una camisa de sellamiento.

32 VÁLVULAS DE PIE CON TUBERÍA RECUPERABLE.-Esta válvula de pie se ubica en el extremo inferior de la cavidad SISTEMAS DE BOMBA FIJA.-Estas son instalaciones de tipo permanente. Instalación fijo-insercion (fija concéntrica) Instalación fijo-casing. BOMBEO HIDRAULICO TIPO EMBOLO (RECIPROCANTE): PRINCIPIOS DE OPERACIÓN: El fluido motriz es enviado hasta el fondo del pozo bajo presión, hasta una válvula que permite el movimiento reciprocante de la bomba. COMPONENTES: Un cilindro, el Embolo, la válvula móvil, y la válvula de pie.

33 TIPOS DE DISEÑO: Simple Acción. Doble Acción DESCRIPCIÓN DE LAS BOMBAS HIDRÁULICAS TIPO JET.-Es un tipo especial de bombas de subsuelo que a diferencia de las de pistón que operan por medio de un pistón de bomba reciprocante de desplazamiento positivo accionado por un pistón motriz acoplado, FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA JET.-Los caudales de producción y fluido motriz en las bombas jet se controlan mediante una configuración de boquillas y gargantas “venturi

34 ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA BOMBA JET.-Dentro de los elementos más importante de este tipo de bombas se encuentran: Nozzle(boquilla) Throat (garganta) Difusor COMPARACIÓN DE LA BOMBA TIPO JET CON LA BOMBA TIPO PISTON.-“Las bombas hidráulicas de pistón son aplicables en pozos con producciones medianas y altas, con bajas presiones de fondo, pero debe tenerse mucho cuidado en pozos con alta relación Gas - Petróleo (GOR), o con presencia de escala o arena, las bombas tipo jet tiene la capacidad de manejar volúmenes extremadamente altos, además puede trabajar con sólidos y fluido corrosivo

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36 Este método de Bombeo Electro Sumergible, que utiliza una bomba centrífuga para transportar los fluidos hasta la estación de flujo OBJETIVOS GENERALES : - Descripción de las partes de la unidad del bombeo electrosumergible. -Conocer cómo trabaja cada componente del sistema de bombeo electrosumergible. OBJETIVOS ESPECIFICOS: - Determinar en qué tipo de pozos podemos aplicar el BES. - Conocer los parámetros del pozo para determinar el diseño de la bomba.

37 AVANCE TECNOLOGICO.-El avance de la tecnología ha permitido unir estos métodos de levantamiento convencionales con los pozos inteligentes para aumentar la producción de los activos en procesos de maduración, mediante el control en tiempo real de la bomba electro sumergible, dejando a un lado la exclusividad para pozos complejos y de alto costo.

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

39 COMPONENTES DEL SISTEMA DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE.-Una unidad típica convencional del Sistema de Bombeo Electro sumergible se compone básicamente de equipos de subsuelo, equipos de superficie, cables y componentes superficiales.

40 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE BOMBEO ELECTRO SUMERGIBLE.- Una unidad típica de bombeo electrocentrífugo sumergido está constituida en el fondo del pozo por los componentes: motor eléctrico, protector, sección de entrada, bomba electrocentrífuga y cable conductor COMPONENTES SUPERFICIALES banco de transformación eléctrica tablero de control.- variador de frecuencia.- caja de venteo cabezal de descarga.- tipo hércules, para baja presión.- tipo roscado, para alta presión

41 ACCESORIOS DEL SISTEMA DE BOMBEO ELECTRO SUMERGIBLE.- Con el propósito de asegurar una mejor operación del equipo es necesario contar con algunos accesorios. válvula de contra presión válvula de drenaje controlador de velocidad variable centralizadores bandas de cable

42 COMPONENTES SUBSUELO.- Son aquellas piezas que operan instalados en el subsuelo. Sensor de fondo Motor eléctrico Protector Sección de Succión Separador de gas

43 BOMBA CENTRÍFUGA SUMERGIBLE.- Su función básica es imprimir a los fluidos del pozo, el incremento de presión necesario para hacer llegar a la superficie, el gasto requerido con presión suficiente en la cabeza del pozo. CRITERIOS DE SELECCIÓN. a) pozos con arena b) pozos corrosivos c) pozos torcidos d) pozos de salmuera y productos químicos e) pozos de alta relación gas- petróleo f) pozos de alta temperatura g) pozos de crudos parafinosos y viscosos

44 CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA.-Para establecer las posibilidades de aplicación de una bomba ya construida, por lo que se refiere al gasto que puede manejar Efecto del cambio de velocidad Efecto de la densidad relativa Efectos de cambio del diámetro de impulsor.- Eenómeno de cavitación.- IP indice de productividad SUS VENTAJAS SON: - Puede levantar altos volúmenes de fluidos - Maneja altos cortes de agua (aplicables en costa a fuera) - Puede usarse para inyectar fluidos a la formación.

45 SUS DESVENTAJAS SON: - Inversión inicial muy alta. - Alto consumo de potencia. - No es rentable en pozos de baja producción. CAUSAS DE FALLAS: Las fallas que pueden producirse en una unidad electrosumergible se deben a problemas mecánicos y eléctricos. CABLES.- La unión eléctrica entre los equipos descritos, instalados en el subsuelo, y los equipos de control en superficie son los cables. CABLE CONDUCTOR ELÉCTRICO (POTHEAD).- La energía eléctrica necesaria para impulsar el motor,

46 CAVIDADES PROGRESIVAS

47 Una bomba de cavidad progresiva consiste en una en una bomba de desplazamiento positivo engranada en forma espiral cuyos componentes principales son: el rotor y el estator. el rotor que es la única parte movible de la bomba es una pieza de metal pulido de alta resistencia, con forma de hélice simple o doble el estator es una hélice doble o triple de elastómero sintético con el mismo diámetro del rotor adherido permanentemente a un tubo de acero. este tubo se encuentra conectado a la tubería de producción.

48 PLUNGER LIFT

49 Uno de los métodos de levantamiento artificial es el Pistón Accionado a Gas, también conocido como sistema PlungerLift. Éste sistema 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 para producir los líquidos acumulados en el pozo mediante un plunger o pistón que actúa como una interface solida entre el nivel de liquido y gas de levantamiento. INTRODUCCION :

50 OBJETIVO DE LA APLICACIÓN DEL “PLUNGER LIFT ”: La aplicación del “PlungerLift” 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 DEL PLUNGER LIFT:El sistema PlungerLift 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 para producir los líquidos acumulados en el pozo mediante un plunger o pistón que actúa como una interface solida entre el nivel de líquido y gas de levantamiento.

51 PARTES DEL SISTEMA: El equipamiento de PlungerLift está compuesto por las siguientes partes: * Resorte de Fondo (Bumper Spring): * Pistón (Plunger TIPO DE PISTONES -Pistón convencional de almohadillas -Pistón de fibra -Los pistones con bypass de Flujo Continuo

52 EQUIPOS EN SUPERFICIE: * Lubricador: * Sensor de arribo: * Válvula Neumática: * Controlador de cabeza de pozo.

53 TIPOS DE CONTROLADORES: o Controladores por tiempo fijo o Controladores por presión o Controladores por presión de tiempo y presiones o Controladores por presión diferencial casing/tubing o Controladores por tiempo autoajustables o Panel solar: Mantiene la carga de la batería del controlador INSTALACIONES DE SUPERFICIE:Como dispositivo de seguridad se instala en la línea de producción una válvula hidráulica de seguridad (Line Break) que posee dos pilotos que cortan por alta y baja presión.

54 TIPOS DE INSTALACIONES: * Convencional * Gas Lift intermitente usando un pistón *Con un empaque DISEÑO E INSTALACIÓN:Para detener el plunger cuando cae al fondo, se cuenta con un resorte llamado Bumper Spring que es fijado con cable en la parte inferior de la secuencia de la tubería DISEÑO MECÁNICO: Los plungers se fabrican en distintos diámetros, longitudes y rangos de temperatura según las necesidades específicas de cada pozo y fluido

55 PROBLEMAS OPERATIVOS EN EL SISTEMA PLUNGER LIFT.- Una particularidad operativa es que este tipo de pozos se ahoga durante un periodo de cierre prolongado, contrariamente a lo que ocurre con los pozos netamente gasíferos VENTAJAS * Económico. Reduce costos de levantamiento. * Ofrece una gran variedad de diseños. * Incrementa la Producción DESVENTAJAS: * El sistema utiliza GLR específicas. * Produce a 400 BPD. * No es adecuado para pozos con migración de solidos.