Post on 30-Jul-2015
Presentado por:
Ing. Alfredo Rodríguez. MSc
MODULO I.
GENERALIDADES
Ingeniería de Producción de Hidrocarburos.: Ing. Alfredo Rodríguez. MSc
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
…..La misión de un ingeniero de producción puede que sea bastante compleja y amplia.
Este debe realizar diversas actividades tales como: diseño y optimización de sistemas
de levantamiento artificial, seguimiento y control del potencial de producción,
elaboración de estudios, informes y programas, entre otros. También todo ingeniero de
producción debe conocer criterios y conceptos que sobre el potencial de producción,
declinación y contribuciones son utilizadas en la estimación del máximo potencial de un
pozo o grupos de pozos. No conforme con esto, debe conocer el desarrollo y resultado
de uso de nuevas tecnologías en el área, las cuales contribuirán al mantenimiento o
incremento del potencial de un pozo o campo.
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
La principal responsabilidad de un ingeniero de producción es realizar un
continuo seguimiento del comportamiento de producción de un pozo y/o grupo de
pozos, con el objeto de verificar se el pozo se comporta como lo esperado o si el
sistema pozo-yacimiento requiere ser optimizado.
El seguimiento al potencial conlleva al conocimiento y uso de ciertos
conceptos y definiciones propias de esta actividad.
Ingeniería de Producción de Hidrocarburos.: Ing. Alfredo Rodríguez. MSc
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Máximo Potencial de Producción (MPT)
Se refiere al nivel máximo de producción que puede ser sustentado
consistentemente en pozos conectados a facilidades de producción, bajo
condiciones normales de operación, cumpliendo las normas ambientales y de
utilización del gas vigente (Pozos de petróleo).
Este se realiza y/o revisa mensualmente.
El valor del MPT es discutido y acordado por un equipo de trabajo.
El MPT deberán incluirse todos los pozos capaces de producir por un periodo
de tiempo de tiempo determinado.
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Máximo Potencial de Producción (MPT)
La revisión mensual del MPT es un ejercicio Post-mortem. En general, se trata
de un balance mensual de perdidas y ganancias de potencial, el cual se puede
representar mediante la siguiente ecuación:
𝐌𝐏𝐓𝐅𝐏 = 𝐌𝐏𝐓𝐂𝐀 − 𝐏𝐞𝐫𝐝𝐢𝐝𝐚𝐬 + 𝐆𝐚𝐧𝐚𝐜𝐢𝐚𝐬
𝐌𝐏𝐓𝐅𝐏 = 𝐌𝐚𝐱𝐢𝐦𝐨 𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐜𝐢𝐚𝐥 𝐚𝐥 𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥 𝐝𝐞𝐥 𝐩𝐞𝐫𝐢𝐨𝐝𝐨 𝐞𝐧 𝐞𝐬𝐭𝐮𝐝𝐢𝐨
𝐌𝐏𝐓𝐂𝐀 = 𝐌𝐚𝐱𝐢𝐦𝐨 𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐜𝐢𝐚𝐥 𝐚 𝐜𝐨𝐦𝐢𝐞𝐧𝐳𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐚ñ𝐨𝐬
Las perdidas y Ganancias se consideran todas aquellas acumuladas hasta la
fecha.
Ingeniería de Producción de Hidrocarburos.: Ing. Alfredo Rodríguez. MSc
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Máximo Potencial de Producción (MPT)
La estimación mensual del MPT realmente se realiza a nivel de pozo, a final de
cada mes, y sobre la base de las ultimas medidas representativas que se
dispongan.
Durante esta revisión podría ocurrir cualquiera de los siguientes eventos:
a) Las ultimas medidas muestran que el pozo se encuentra produciendo en línea
con el potencial asignado.
b) Las ultimas medidas muestran que el pozo se encuentra produciendo por
debajo del potencial.
c) Las ultimas medidas muestran que el pozo es produciendo por encima del
potencial asignado.
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Perdidas Operacionales Normales o Diferida Ordinaria (DO)
Puesto que el MPT resulta difícilmente alcanzable en la practica puesto que la
operación normal de operación es un tanto diferente a las condiciones de prueba.
En términos reales se tienen todos los pozos fluyendo a la estación en forma
continua, bajo un ambiente de interrupciones ordinarias por razones inherentes al
proceso de producción, como filtraciones, mermas, etc.
Debido a esto, la producción obtenida en los puntos de medición y
fiscalización es menor que la sumatoria de los MPT de cada pozo.
Esta diferencia entre producción operada es lo que se conoce como
producción diferida o simplemente “Diferida”.
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ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Perdidas Operacionales Normales o Diferida Ordinaria (DO)
Diferida Extraordinaria: cuando parte de la producción faltante se
encuentra asociada a causas extraordinarias tales como: paros de
mantenimiento programados o siniestros.
Diferida Ordinaria: Originada tanto por causas conocidas y cuantificables
(como, interrupciones por trabajos de guayas, pruebas especiales, cierres
de válvulas de seguridad, etc.), como por causas intangibles y no
cuantificables (como, mermas en estaciones y oleoductos, efectos
climatológicos, cambios en las presiones de separación, entre otros).
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Potencia de Producción (PT)
Ya que el MPT no es materializable en la practica, se establece el concepto
de potencial de producción PT, el cual representa el volumen de
hidrocarburo o potencial producible de un campo o segregación en un
momento dado.
El potencial de producción PT matemáticamente se define como:
𝑷𝑻𝑷𝒐𝒛𝒐 = 𝟏 −𝑫𝑶
𝑴𝑷𝑻𝑪𝒂𝒎𝒑𝒐
𝑴𝑷𝑻𝑷𝒐𝒛𝒐
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ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
1.- SEGUIMIENTO Y CONTROL.
Producción Disponible (PD)
Esta se encuentra formada por la producción operada PO (referida a la
producción manejada en los patios de tanque y asociada a los pozos activos
en un periodo dado) y a la producción cerrada por restricciones de mercado
CM (referida al volumen de hidrocarburos que deja de producirse por
razones de mercado o por estrategias de producción, y forma parte de la
producción inmediatamente disponible).
PD se diferencia de PT solo cuando haya ocurrido alguna diferida
extraordinaria durante el mismo periodo.
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
2.- DISEÑO DE FACILIDADES.
El ingeniero de producción deberá conocer como seleccionar el diámetro
óptimo del estrangulador, a fin de controlar la producción de fluidos o solidos
indeseables e incrementar el recobro. Además, resulta imprescindible que este
profesional conozca a detalle el diseño a detalle de cualquier equipo de
levantamiento artificial, de manera que pueda interpretar los resultados
obtenidos mediante el uso de algún simulador comercial disponible.
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ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
3.- MANEJO DE INFORMACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA.
El ingeniero de producción debe hacer seguimiento a las carpetas de
producción, donde se recopila toda la información oficial referente a las
actividades operacionales relacionadas en el pozo y plasmadas en los reportes
de operaciones diarias de perforación, completación original, servicios,
trabajos de reacondicionamiento, estimulaciones, entre otros.
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
4.- ESTUDIOS.
Mediante técnicas como por ejemplo el análisis nodal, así como el uso de
simuladores el ingeniero de producción podrá analizar en detalle el sistema de
producción (Yacimiento-Pozo-Superficie, para de esta manera, definir el
sistema de levantamiento o completación adecuado para un pozo, determinar
posibles cuellos de botellas presentes en el sistema de estudio, definir el índice
de productividad del pozo, entre otros.
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ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
5.- ELABORACIÓN DE INFORMES.
La elaboración de informes es otra de las responsabilidades del ingeniero de
producción. Algunas veces, resulta necesario reportar las actividades
desarrolladas en ciertos pozos considerados como especiales, o simplemente
elaborar un informe sobre el nivel de actividades ejecutadas durante cierta
actividad de campo.
ACTIVIDADES DEL INGENIERO DE PRODUCCIÓN
6.- DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGIAS.
Un profesional responsable deberá estar atento al desarrollo de nuevas
tecnologías, determinando específicamente las ventajas y desventajas de su
uso, como estas tecnologías son o pueden ser afectadas en el comportamiento
futuro del pozo o campo y como estas tecnologías afectarían los costos y
ganancias durante la vida útil del sistema.
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EL PROCESO DE PRODUCCIÓN
YACIMIENTO
SEPARADOR
6138’
COMPLETACIÓN
7544’ -8672’
LINEA DE FLUJO
7435’
Pws
Pwfs
Pwf
Pwh Psep
La presión fluyente en el cabezal debe ser lo suficientemente alta para llevar los fluidos hasta la estación de flujo donde la contrapresión es la impuesta por el separador.
Si la presión fluyente en el fondo del pozo, Pwf, es lo suficientemente alta para vencer el peso de la columna de fluido y la fricción en la tubería de producción, el fluido llegará al cabezal con una presión Pwh.
A través de la completación se consume un DP = Pwfs-Pwf.
pozo
Separador
re
Pws Pwf
Pwh Plf
Yacimiento
Superficie
Línea de Flujo Psep
Fluidos
rw
Pws - Psep = ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4
ΔP1 ΔP2
ΔP3
ΔP4
Tanque
EL PROCESO DE PRODUCCIÓN
Ingeniería de Producción de Hidrocarburos.: Ing. Alfredo Rodríguez. MSc
EL PROCESO DE PRODUCCIÓN
Comportamiento de las presiones a lo largo del sistema de producción
EL PROCESO DE PRODUCCIÓN
Comportamiento de las presiones a lo largo del sistema de producción
EL PROCESO DE PRODUCCIÓN
OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN.
La optimización del sistema de producción consiste en minimizar los requerimientos de
energía en la cara de la arena productora con el objeto de maximizar el diferencial de presión
a través del yacimiento y provocar de esta manera la mayor afluencia de fluidos sin que
genere problemas de producción: arenamiento, conificación de agua, etc. Para ello se debe
realizar un análisis de sensibilidad de las variables mas importantes que intervienen en el
proceso de producción y cuantificar su impacto sobre la tasa de producción mediante el
balance de la energía ofertada por el yacimiento y la demandada por la instalación en un
punto llamado NODO, este análisis es que se denominara en lo sucesivo: ANALISIS NODAL™
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COMPLETACIÓN DE POZOS
METODOS DE COMPLETACIÓN
Dotar al pozo del equipo necesario y adecuado a fin
de producirlo en forma optima de una manera segura
y rentable.
UNA DEFINICIÓN…..
FORMACION NO CONSOLIDADA
FORMACION CONSOLIDADA
COMPLETACIÓN DE POZOS
METODOS DE COMPLETACIÓN
FORMACION NO CONSOLIDADA FORMACION CONSOLIDADA
EMPAQUE GRAVA A HOYO
DESNUDO (O.H.G.P. Ó E.G.H.D.).
EMPAQUE GRAVA INTERNO
(I.G.P. ó E.G.I.).
COMPLETACION A HOYO
DESNUDO
COMPLETACION HOYO DESNUDO
CON TUBERÍA RANURADA.
COMPLETACIÓN CON REVESTIDO
CEMENTADO Y CAÑONEADO.
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COMPLETACIÓN DE POZOS
METODOS DE COMPLETACIÓN (EMPAQUE CON GRAVA)
COMP. GRAVA A HOYO DESNUDO COMP. CON GRAVA INTERNA
COMPLETACIÓN DE POZOS
METODOS DE COMPLETACIÓN
(A HOYO DESNUDO)
Con Forro Ranurado
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COMPLETACIÓN DE POZOS
METODOS DE COMPLETACIÓN
REVESTIDO, CEMENTADO Y CAÑONEADO
COMPLETACIÓN DE POZOS
TIPOS DE COMPLETACIÓN
COMPLETACIÓN
SENCILLA SIMPLE
COMPLETACIÓN SENCILLA SIMPLE
POZOS HORIZONTALES
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COMPLETACIÓN DE POZOS
TIPOS DE COMPLETACIÓN
COMPLETACIÓN SENCILLA
SELECTIVA:
COMPLETACIÓN MULTIPLE
(DOBLE/SENCILLA):
COMPLETACIÓN MULTIPLE
(DOBLE SELECTIVA
COMPLETACIÓN DE POZOS
TIPOS DE COMPLETACIÓN
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
OBJETIVO ESPECIFICO
Identificar los equipos y accesorios de subsuelo que conforman la
completación de un pozo.
TUBERIA DE PRODUCCIÓN
la función de la tubería de producción es llevar los fluidos desde la formación
productora hasta el cabezal del pozo. La selección y diseño de esta es una
parte fundamental en la completación de un pozo, para ello existen un
conjunto de practicas aceptables, entre ellas, las establecidas por la API.
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COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
TUBERIA DE PRODUCCIÓN (CARACTERISTICAS)
TIPOS DE ACERO:
ACERO AL CARBONO.
ACERO INOXIDABLE.
ACERO CROMADO.
GRADOS DE ACERO (ESPECIFICACIONES API):
J-55
C-75
C-95
C-98
N-80
P-105
AMBIENTES CORROSIVOS
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
TUBERIA DE PRODUCCIÓN (CARACTERISTICAS)
FACTORES DE
SEGURIDAD (TENSIÓN) 1.5 1.6 1.75
GRADOS PROFUNDIDAD (PIES)
J-55 10200 9600 8000
C-75 13900 13000 11900
N-80 14800 13900 12700
P-105 19500 18900 16700
El factor de diseño para el caso de colapso de tubería no debe ser inferior a 1.00 y se debe fundamentar en una
diferencia de presión que puede ocurrir, por ejemplo cuando el espacio anular esta lleno de fluido y la tubería
vacía.
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COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
TUBERIA DE PRODUCCIÓN (CLASIFICACIÓN)
CLASIFICACIÓN DEFINICIÓN
TUBERÍA DE ALTA
RESISTENCIA
SON AQUELLAS QUE SOPORTAN ESFUERZOS
MAYORES A 8100 LPC Y SU GRADO ES DE C-
75, N-80, C-98 Y P-105
TUBERÍA DE BAJA
RESISTENCIA
SON GENERALMENTE DÚCTILES, Y SU
GRADO ES J-55
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
EMPACADURA DE PRODUCCIÓN
Es la herramientas de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la
tubería de producción y la tubería de revestimiento (o la tubería de
producción y el hoyo desnudo).
Su función es evitar el movimiento vertical de fluidos, desde la empacadura
por el espacio anular.
TIPOS DE EMPACADURA
RECUPERABLES (MECÁNICA O HIDRAÚLICA).
PERMANENTES.
PERMANENTES – RECUPERABLES.
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COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
EMPACADURA DE PRODUCCIÓN
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
NIPLES DE ASIENTO
Es un dispositivo tubular insertado en la tubería de producción que se coloca
en el pozo a una determinada profundidad. internamente son diseñados para
alojar un dispositivo de cierre para controlar la producción en el pozo.
NIPLE DE ASIENTO SELECTIVO NIPLE DE ASIENTO NO SELECTIVO
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
JUNTAS DE EROSIÓN
Son secciones tubulares, fabricadas en longitudes de 10, 20 y 30 pies; y
normalmente se ubican frente al intervalo cañoneado, entre empacaduras y
en completaciones selectivas. ofrecen una protección adicional contra la
erosión por el efecto de flujo del intervalo cañoneado abierto a producción.
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COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
MANGAS DE FLUJO.
Sección tubular que permite la comunicación anular -tubería de producción
(producción), y tubería de producción - anular (inyección). son dispositivos
todo abierto o todo cerrado, y de gran utilidad en completaciones selectivas.
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
MANGAS DE FLUJO.
COMPLETACIÓN DE POZOS
EQUIPOS DE SUBSUELO
MANDRILES DE BOLSILLO LATERAL.
Dispositivos tubulares de longitud entre 10 y 12 pies, diseñados para instalar
en ellos controles de flujo, tales como válvulas de gas Lift, válvulas ciegas,
etc; de diámetros de 1” o 1-1/2”.
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