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ESP sin encamisar, desafiando los límites IAPG Agosto 2014
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ESP sin encamisar, desafiando los límites
IAPG
Agosto 2014
Introducción
Objetivos
Desarrollo
Resultados obtenidos
Conclusiones
TEMARIO
INTRODUCCION
Emplazamiento Geográfico
• Pozos Productores: 3048
• Pozos Inyectores: 584
• Prod Neta: 14.6 Mm3pd
• Inyección Agua: 165 Mm3pd
• Proyectos WF : 64
• Prod Gas: 8 MMm3pd
• Prod Bruta: 180 Mm3pd
INTRODUCCION
Información Producción
INTRODUCCION
Características Pozo Tipo
INTRODUCCION
Configuración ESP Distribución de SEA
OBJETIVOS
• Maximizar la producción de pozos profundos
• Reducir tiempo para alcanzar máxima explotación
• Incrementar vida útil de las ESP
• Reducción de costos de instalación
Conceptos Del Sistema
Profundidad de admisión
Evolución CD
La profundidad de instalación
depende entre otras cosas de:
• Ultimo punzado de interés.
• Gradiente de temperatura.
• Soporte de inyección.
Comparativa de profundidad
de instalación por serie.
Profundidad de admisión
La vida operativa de los motores depende de los factores primordiales:
• Temperatura del pozo (BHT)
• % carga vs. potencia nominal (de placa)
• Velocidad del fluido alrededor del motor
• Propiedades refrigerantes del fluido del pozo
• Calidad de la energía
• Tipo de aislación
La temperatura a la cual está expuesto el aislamiento de un motor es la resultante de dos elementos:
• La temperatura del ambiente en el cual está inmerso (BHT)
• El incremento de temperatura resultante del calor residual.
Temp de Operación del Motor = BHT + Incremento de Temp
Refrigeración de motores ESP
Donde Q= Caudal de producción
• D=Diámetro interno del casing.
• d= diámetro externo del motor.
segftdD
dmQ
dD
BPDQfluidoVelocidad /
)(
)/(*00198.0
)(
)(*012.0_
22
3
22
Velocidad (ft/seg) Caudal (bbl/dia) Caudal(m3/d)
0.8 200 32
1.0 250 40
1.2 300 48
1.4 350 56
1.6 400 64
1.8 450 72
2.0 500 80
Caudal de Refrigeración
Es una propiedad que mide el incremento de temperatura de un material mientras absorbe calor. Cuando mayor es el calor específico de un fluido, mayor es su capacidad de transferencia de calor.
Incremento de temperatura vs Velocidad de fluido
00.2
0.40.6
0.81
1.21.4
1.61.8
2
0 20 40 60 80 100 120
Temperatura ºC
Vel
ocid
ad d
e flu
ido
(Ft/
seg)
Agua
Petroleo
80% Corteagua
Temp Fondo
(Gradiente geotérmico)
0
20
40
60
80
100
120
140
0 381 571 762 952 1142 1333 1523 1714 1904 2094 2304
Profundidad (mts)
Tem
p (
°C)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Tem
p (
°C)
EJE R OT OR EST A T OR H SG
Distancia (pulg) - Total 2.28"
Calor Específico
Calcularemos la Velocidad Anular y Calor Especifico
Velocidad Anular = (0,012 x 282,6 bbld) / (4,892 - 4,562 ) = 1,09 ft/seg
Calor especifico = 0,8 x 1 + ( 1,00 – 0,8 ) * 0,4 = 0,88
Incremento de temperatura vs Velocidad de fluido
00.2
0.40.6
0.81
1.21.4
1.61.8
2
0 20 40 60 80 100 120
Teperatura ºC
Velo
cidad
de
fluid
o (F
t/se
g)
Agua
Petroleo
80% Corteagua
Temperatura del Motor = Temperatura del Fluido + Incremento de Temperatura Interna
Temperatura del Motor = 120° C + 35° C = 155°C (311 F)
La temperatura admisible del motor es de ~200°C (392°F)
Ejemplo de cálculo:
Caudal de refrigeración: 40 m3/d Porcentaje de Agua 80 %
Temperatura fondo: 120 °C Casing 5 ½ 17 lb/ft
Calor Específico
Ensayos de pistoneo PLT con BES
2000
2050
2100
2150
2200
2250
PZ-1025[mMD]
G5
G6
H3A
H6H7B
H9AB
I1AB
I2A
I4I4B
I5
I8
J2B
J3A
J6AJ6B
J8
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
6
7
8
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10
11
12
13
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15 16
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18
18
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1818 19
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23
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34 35
36
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38
22-09-2006 10-10-2006 12-09-2007 30-11-2007 12-01-2008
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa
Utilizando datos de inyección
Productor Inyector Inyector
TR4
1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00
20 0 5
30
15
10
5
5 60
20
23
44
15
15
2515
30 20
2
2
49
19
1015
25
15
10
50
15
10
5
5
5
2015
10
33
15
14
25
1530
1035
50
105
8
25
10
20
20
2015
5
25
35
2
6
41
10
5
2
2
20
20
35
20
40
15
1021
5
57
65
1818
18
50
50
5
22
2050
50
15
1715
17
17 17
17
15 16
1815
18
12
1725
17
5
10
25
25
25
14
14
14
15
14
14
15
13
55
50
30
3030
25
25
25
25
20
25
25
25
2525
25
25
2525
23
18
22
20
1812
1020
15
15
12
10
2818
2230
22
20
18
19
21
20
15
9
11
PZ-1244PZ-1
PZ-10
PZ-1004
PZ-1007
PZ-1012
PZ-1018
PZ-1019 PZ-1020
PZ-1021
PZ-1022
PZ-1023
PZ-1025
PZ-1026
PZ-1027
PZ-1030
PZ-1037
PZ-1039
PZ-1051
PZ-1062PZ-1063
PZ-1069
PZ-1073
PZ-1086
PZ-1090
PZ-1093
PZ-1095bPZ-1102
PZ-1132 PZ-1137
PZ-1140PZ-188
PZ-27
PZ-3
PZ-4
PZ-7
PZ-716
PZ-717
PZ-815
PZ-822
PZ-826
PZ-829
PZ-866
PZ-876
PZ-877
PZ-878
PZ-880
PZ-957
PZ-961
PZ-962
PZ-963
PZ-975
PZ-980PZ-981
PZ-992
PZ-993
PZ-1062 (Previo side track)
PZ-1036PZ-1155
X-2773
X-3063
X-3066
PZ-1215
X-3812
X-3842
X-3874Productor cerradoProductor abiertoInyector cerradoInyector abierto
ND
NR
FO
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa
PZ-1100 PZ-1101 PZ-29 PZ-713
HDCN
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDCN
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
CILD
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
CILD
0 1500
SPED
-40.0 10.0
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
[mTVDSS]
-1550
-1600
-1650
-1700
-1750
-1800
-1850
-1900
K4B
K5
K6
K7
K8AK8B
K9
K10L1L2
L4A
L4BL5AL5BL6L8AB
L9
L10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 3A
M 4
M 5ABM 5BM 6M 7
M 7A
M 8
M 8B
M 9B
N1
K3
K5
K5B
K6
K8A
K8B
L1
L4BL5AL5B
L8AB
L9
L9A
L10
L10A
L10B
M 1
M 4
M 5ABM 5B
M 8
M 8B
M 9B
N1
K6
K8B
K10L1L2
L4A
L4BL5AL5B
L8AB
L10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 4
M 5B
M 8B
N1
K4B
K6
K8K8A
L1
L4BL5AL5BL6
L9
L9AL10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 4
M 5ABM 5B
M 6
M 7B
M 8B
M 9B
N1
Qi Prod Qasoc Qi Prod Qasoc Qi Prod Qasoc
E4A 3.6 0.0
H3B 2.2 20 4.5 4.444 4.4
H4 2.1 30 3.5 8.571 8.6
I1B 5 36 4.5 8 30 4.5 6.667 14.7
I2 2.6 4.5 17.11 17.1
I4 2.9 20 3.5 5.714 5.7
J6A 3.7 60 5.5 10.91 30 4.5 6.667 77 6.5 11.85 17.6
J7 2.1 0.0
J8 2.1 16 2.5 6.4 6.4
K3 2.9 77 4.5 17.11 17.1
K4A 2.2 0.0
K6 4.1 63 4.5 14 30 4.5 6.667 20.7
L8AB 2.4 0.0
M1B 9.6 0.0
M8B 5 55 2.5 22 22.0
77
PZ-29
10/03/2012
HKCapas
en iny
Admision
Temp fondo
Qfluido
% Agua
PZ-713
2120 mts
120°
160
94
PZ-1100Qasoc
PZ-1101
PZ-1100 PZ-1101 PZ-29 PZ-713
HDCN
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDCN
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
HDRS[Ohm.m]
1E+00 1E+02
CILD
0 1500
SPED[mV]
-40.0 10.0
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
CILD
0 1500
SPED
-40.0 10.0
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
ILD[Ohm.m]
1E+00 1E+02
[mTVDSS]
-1550
-1600
-1650
-1700
-1750
-1800
-1850
-1900
K4B
K5
K6
K7
K8AK8B
K9
K10L1L2
L4A
L4BL5AL5BL6L8AB
L9
L10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 3A
M 4
M 5ABM 5BM 6M 7
M 7A
M 8
M 8B
M 9B
N1
K3
K5
K5B
K6
K8A
K8B
L1
L4BL5AL5B
L8AB
L9
L9A
L10
L10A
L10B
M 1
M 4
M 5ABM 5B
M 8
M 8B
M 9B
N1
K6
K8B
K10L1L2
L4A
L4BL5AL5B
L8AB
L10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 4
M 5B
M 8B
N1
K4B
K6
K8K8A
L1
L4BL5AL5BL6
L9
L9AL10
L10A
L10ABL10B
M 1
M 1B
M 4
M 5ABM 5B
M 6
M 7B
M 8B
M 9B
N1
Caso ejemplo 1
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa
Velocidad (ft/seg) Caudal (bbl/dia) Caudal(m3/d)
1.1 270 43
Incremento de temperatura vs Velocidad de fluido
00.2
0.40.6
0.81
1.21.4
1.61.8
2
0 20 40 60 80 100 120
Temperatura ºC
Ve
loci
da
d d
e f
luid
o (
Ft/
seg
)
Agua
Petroleo
80% Corteagua
Temp Amb (°C) Temp Motor (°C)
120 152
Incr Temp (°C)
32
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa
Objetivo:
Determinar la producción zona de agua y petróleo de cada uno de
los intervalos productivos.
• Determinar el aporte a la producción total de cada uno de los
intervalos productivos.
• Calcular el potencial productivo de cada uno de los intervalos y del
pozo en su totalidad.
• Calcular la Relación Agua Petróleo (RAP) para cada intervalo
productivo.
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa – Caso PLT con BES
Comparativa de caudal para distintas carreras con sensor.
Determinación de caudal y profundidad de admisión
Equipo sin camisa – Caso PLT con BES
Fallas y Desarrollos Tecnológicos Implementados
0
10
20
30
40
50
40 50 60 70 80 90 100 110
Porcentaje
Comparativa de porcentaje de costo
Comparativa ESP con / sin camisas en función de la potencia instalada.
Análisis de Costos
% C
osto
HP
• Entre las ventajas se destacan:
• Reducción en tiempo de armado y los costos asociados al servicio.
• Disponibilidad de motores con mayor potencia nominal con un costo por Hp menor.
• Mejor manejo de torque.
• Minimizar pérdidas de carga.
• Minimizar puntos de falla.
• Desventajas destacables:
• Probable punto de falla por recirculación.
• No aplicable para pozos con incertidumbre de aporte proveniente de arenas
profundas.
Ventajas y desventajas
•La causa de falla principal está relacionada principalmente a problemas de
manufactura e instalación al igual que los motores encamisados.
•El trabajo en conjunto entre los Ingenieros de Producción, de Seguimiento de
Recuperación Secundaria y Reservorios, es esencial para definir una
estrategia de trabajo a fin de determinar la mejor alternativa de diseño para
cada pozo.
•La precisión de los datos es esencial en la selección correcta de un sistema
de elevación artificial.
•Aprovechar al máximo las herramientas de seguimiento, análisis y control.
•Un diseño es aceptable cuando asegura el incremento de la vida media,
instalaciones menos costosas y contribuye a mejorar la eficiencia energética.
Conclusiones
