Antonio MorontaIngeniero de Petrleo MTODOS DE PRODUCCIN

En Venezuela la principal materia prima de las Industrias Petroqumica y de Refinacin son los hidrocarburos. La produccin de las mismas representa un despliegue de conocimientos y tecnologas que hacen de esta actividad un negocio de alta complejidad, costos y riesgos que deben ser valorados en el momento de la transformacin de sus componentes a productos de alto valor comercial, como es el caso de los combustibles, polmeros, lubricantes, entre otros. El Ingeniero dentro del campo petrolero, como parte de este gran negocio de alto inters nacional requiere tener conocimientos bsicos y amplios sobre la produccin de hidrocarburos y de esta forma tener una mejor visin sobre el valor de los mismos para la nacin.

MTODOS DE PRODUCCIN Luego de completarse los pozos se comienza la produccin la cual se da por dos mtodos, por flujo natural, cuando el yacimiento tiene la suficiente energa y por levantamiento artificial cuando este no cuenta con la energa necesaria para hacer fluir los fluidos a superficie a la tasa requerida.

Mtodos de levantamiento artificial Cuando el pozo deja de producir por flujo natural, se requiere el uso de una fuente externa de energa para conciliar la oferta con la demanda de energa. La utilizacin de esta fuente es con el fin de levantar los fluidos desde el fondo del pozo hasta el separador, es lo que se denomina levantamiento artificial. El propsito de los mtodos de levantamiento artificial es minimizar los requerimientos de energa en la cara de la formacin productora, con el objeto de maximizar el diferencial de presin a travs del yacimiento y provocar, de esta manera, la mayor afluencia de fluidos, sin que generen problemas de produccin: arenamiento, conificacin de agua, entre otros.

Entre los mtodos de Levantamiento Artificial de mayor aplicacin en la Industria Petrolera se encuentran:Levantamiento Artificial por Gas (L.A.G)Bombeo Mecnico (B.M.)Bombeo Electro Sumergible (B.E.S)Bombeo de Cavidad Progresiva (B.C.P)Bombeo Hidrulico ( B.H.J)

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS (L.A.G) En este mtodo el gas de alta presin es inyectado desde la superficie hasta un punto de comunicacin entre tubera y revestidor de Produccin para llevar el fluido de formacin hasta la superficie del pozo. Existen dos aplicaciones de LAG:LAG Continuo: en este mtodo el gas inyectado en forma continua permite disminuir el peso de la columna de fluido y de esa manera la energa del yacimiento haga llegar los fluidos desde el fondo hasta la superficie. Existen dos formas de realizar la inyeccin de gas continua, a travs de la tubera de Produccin (Flujo anular) o a travs del revestidor de Produccin (Caso comn).LAG Intermitente: en este mtodo el gas inyectado en forma de ciclos, donde la cantidad de gas es mayor a una temperatura superior comparada con la inyeccin continua.

El bombeo mecnico es el mtodo de levantamiento artificial ms usado en el mundo. Consiste en una bomba de subsuelo de accin reciprocantes, que es abastecida con energa producida a travs de una sarta de cabillas. La energa es suministrada por un motor elctrico o de combustin interna colocado en la superficie. Tiene su mayor aplicacin mundial en la produccin de crudos pesados y extra pesados, aunque tambin se utiliza en la produccin de crudos medianos y livianos. BOMBEO MECNICO (B.M.)

El balancn de produccin imparte un movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succin que mueve el pistn de la bomba, colocada en la sarta de produccin o en la educcin, a cierta profundidad del fondo del pozo. La vlvula fija permite que el petrleo entre al cilindro de la bomba. Por un lado en la carrera descendente de las varillas, la vlvula fija se cierra y se abre la vlvula viajera para que el petrleo pase de la bomba a la tubera de educcin. Por el otro, en la carrera ascendente, la vlvula viajera se cierra para mover hacia la superficie el petrleo que est en la tubera y la vlvula fija permite que entre petrleo a la bomba. La repeticin continua del movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo hacia la superficie. La bomba se baja dentro la tubera de produccin y se asienta en el fondo con el uso de empacaduras. La bomba es accionada por medio de las varillas que le transmiten el movimiento desde el aparato de bombeo, ste consta de un balancn al cual se le transmite el movimiento de vaivn por medio de la biela y la manivela, stas se accionan a travs de una caja reductora movida por un motor.

Rango de aplicacin del Levantamiento Artificial por Bombeo Mecnico Gravedad API comprendida entre 8,5 y 40,0 grados. Profundidad de 400 a 9000 pies. RGP menor de 500 PCN/BN. Caudales desde 20 bls/da hasta 2000 bls/da. Viscosidad hasta 1000 cPs, a condiciones de presin y temperatura de fondo.

Ventajas Las unidades pueden ser instaladas fcilmente en otros pozos a un costo mnimo. El sistema es usualmente venteado con anclas de gas y permite sondeos del nivel de fluido. Puede usar gas o electricidad como fuente de energa. Los tratamientos de la corrosin y escamas son fciles de realizar. El sistema permite el uso de equipos detectores de fallas.

Desventajas La produccin alta de slidos es dificultosa. Esta limitado por la profundidad, debido principalmente a la capacidad de las cabillas. Es pesado y voluminoso en las operaciones costa afuera.

BOMBEO ELECTRO SUMERGIBLE (B.E.S) Es un mtodo de levantamiento artificial altamente eficiente para la produccin de crudos livianos y medianos. Tiene como principio fundamental levantar el fluido del yacimiento hasta la superficie, mediante la rotacin centrfuga de la bomba electro sumergible. La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor elctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente elctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a travs del cable de potencia hasta el motor.

Equipos de Superficie Paneles de control: consiste en un arrancador de motor, circuitos para la proteccin de sobrecarga o baja carga y de un temporizador, interruptor de desconexin manual o automtico. Variadores de frecuencia: permite flexibilidad en el bombeo, extender la vida til del equipo de fondo, proveer un arranque suave, velocidad controlada y supresin de estrangulamientos en superficie. Transformadores: dispositivo electromagntico transmisor de potencia, transforma la corriente continua a corriente alterna. Caja de venteo: se encuentra ubicada entre el cabezal de pozo y el tablero de control por seguridad, ya que el gas puede viajar a lo largo del cable superficial y alcanzar la instalacin elctrica del tablero. Los conductores del cable quedan expuestos a la atmsfera. Cabezal: soporta el peso total del equipo de fondo. Pueden ser tipo Hrcules (baja presin) y roscado (alta presin). Cable de potencia: trifsico de configuracin plana que transmite energa elctrica al sistema. Representa una parte considerable de la inversin total en la unidad y es diseado y fabricado para condiciones especificas de temperatura. Cable de potencia con tubo capilar: uno o dos tubos capilares facilitan la inyeccin de productos qumicos desde superficies (anticorrosivos, diluyentes y antiespumantes).Equipos de Subsuelo Bomba: del tipo centrfugo de mltiples etapas, el nmero de ellas determina la carga total generada y la potencia requerida. Motor electro sumergible: es un motor de induccin, bipolar, tipo jaula de ardilla, se encuentra lleno de aceite para enfriamiento y lubricacin. Resiste altos esfuerzos de torsin de arranque. Secciones sellantes: evitan la migracin de los fluidos del pozo hacia el motor, ya que si ingresan acabaran con el rendimiento del motor elctrico. Succin o Intake con separadores de gas: es un dispositivo que ayuda a eliminar la mayor cantidad de gas en solucin contenido en el fluido, orientndolo hacia la zona anular. Cable conductor elctrico: la energa elctrica necesaria para impulsar el motor, se lleva desde la superficie por medio de un cable conductor, el cual debe elegirse de manera que satisfaga los requisitos de voltaje y amperaje para el motor en el fondo del pozo, y que rena las propiedades de aislamiento que impone el tipo de fluidos producidos. Sensor de Fondo: el sensor de presin es un equipo que se coloca acoplado en la parte final del motor. Est constituido por circuitos que permitan enviar seales a superficie registradas mediante un instrumento instalado en controlador, convirtiendo estas, en seales de presin a la profundidad de operacin de la bomba.

BOMBEO DE CAVIDAD PROGRESIVA (B.C.P) Es una bomba de desplazamiento positivo, donde el motor elctrico que proporciona el movimiento est situado en superficie, proporcionando dicho movimiento a travs de la sarta de cabillas que lo conectan con la bomba. El principio de funcionamiento de la bomba se basa en un estator de forma helicoidal, con un rotor interno que posee una etapa menos que el estator y al girar permite la formacin de cavidades entre los dos que se llenan de fluido el cual es impulsado desde la succin de la bomba a la tubera y por ende a la superficie. La Bomba de Cavidad Progresiva esta conformada por los siguientes componentes bsicos: rotor, estator, sarta de cabillas, prensa estopas y motor.

Rotor: Se puede definir como un tornillo de un hilo o entrada, es la pieza central de la bomba, maquinada a partir de acero material al cual se le da forma de hlice macho o mltiple hlice en algunos casos. Estator: es una rosca de dos entradas, esta circunda al rotor, est hecha de un material elstico y suave generalmente caucho (elastmero), se moldea en forma de hlice hembra de mltiple entrada, una ms que la del rotor. Para la seleccin del elastmero hay que tomar en cuenta la dureza, resistencia al desgarre y la fatiga dinmica, a fin de evaluar la resistencia del material cuando es sometido a un estado de esfuerzos cclicos prolongados. Sarta de cabillas: Es la responsable de accionar el rotor transmitiendo un movimiento giratorio desde la superficie. Las cabillas estn sujetas a unas fuerzas axiales cclicas, las cuales inducen a un esfuerzo que no debe sobrepasar un valor mximo admisible a fin de prevenir un dao permanente a las cabillas. Prensa Estopa: Equipo de superficie cuya funcin es la de aislar el cabezal del fluido del pozo, est atravesada por una barra pulida, contiene un juego de siete empaques perforados: una combinacin de aramida, tefln y grafito, un amplio anillo colocado sobre los empaques sirve para estabilizar la barra pulida y reducir la prdida de fluidos. Equipo Motriz: El equipo de superficie esta compuesto por el motor, un sistema de transmisin que incluye cajas reductoras de engranajes y puede incluir, adems, un sistema de transmisin por correas. La transmisin por correas puede ser de relacin de velocidades fija o variable. COMPONENTES BSICOS

BOMBEO HIDRULICO ( B.H.) Es un mecanismo de produccin de pozos petroleros, que acta mediante la transferencia de potencia a una bomba de subsuelo con un fluido presurizado que es bombeado a travs de la tubera de produccin. La bomba de subsuelo acta como un transformador convirtiendo la energa del fluido motriz en energa potencial o presin sobre los fluidos producidos. La bomba de subsuelo tipo Jet, logra su accin de bombeo mediante la transferencia de energa entre dos corrientes de fluidos. La alta presin del fluido motriz enviado desde la superficie pasa a travs de una boquilla donde su energa potencial o presin es convertida en energa cintica en la forma de chorro de fluido a gran velocidad. El fluido a producir es succionado y mezclado con el fluido motriz en la garganta de la bomba y llevado a superficie.

No requiere de varillas o cables elctricos para la transmisin de potencia a la bomba de subsuelo. Es un sistema con dos bombas una en superficie que proporciona el fluido motriz y una en el fondo que trabaja para producir los fluidos de los pozos. La bomba de subsuelo puede ser instalada y recuperada hidrulicamente o con unidades de cable. Los fluidos producidos pueden ser utilizados como fluido motriz. Su mantenimiento es de bajo costo y de fcil implementacin.

Aquel que tiene imaginacin, pero carece de conocimientos, tiene alas, pero no tiene pies

Joseph Joubert

Para reflexionar..

MUCHAS GRACIAS