UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NCLEO DE MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIA APLICADA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE PRETRLEO

MATURN- MONAGAS- VENEZUELA

PRODUCCIN DE HIDROCARBUROS

Revisado por: Realizado por:

Profa. Maria E. Gamboa Br. Gelder, Gabriela C.I 20.597.734

Br. Lezama, Luis M. C.I 20.563.608

Br. Pea, Jhenny C.I 21.339.557

Br. Rivas, Jos C.I 17.722.972

Br. Vsquez, Luis C.I 20.422.807

Maturn, 06 de junio de 2.014

ii

NDICE GENERAL

NDICE GENERAL ......................................................................................... ii RESUMEN ..................................................................................................... iv INTRODUCCIN ............................................................................................ 1 1. PRODUCCIN DE HIDROCARBUROS.................................................. 4

1.1 Produccin del petrleo ......................................................................... 5 1.2 Sistema de produccin .......................................................................... 6 1.3 Componentes del sistema de produccin .............................................. 7 1.4 Clasificacin de Sistemas Productivos .................................................. 8

Sistemas Tradicionales de Produccin .............................................. 8 1.5 Capacidad de Produccin.................................................................... 10

2. EVOLUCIN DE LA VIDA UTIL DE YACIMIENTO .............................. 10 2.1 Mtodos de exploracin petrolera ....................................................... 10

2.1.1 Mtodos Geofsicos....................................................................... 10 2.1.2 Mtodo geolgico .......................................................................... 14 2.1.3 Sondeo estructural ........................................................................ 15 2.1.4 Exploracin area y espacial ........................................................ 15

2.2 Tipos de recuperacin de petrleo ...................................................... 16 2.2.1 Fase de produccin primaria ......................................................... 17 2.2.2 Fase de recuperacin secundaria ................................................. 18 2.2.3 Fase de recuperacin terciaria o mejorada ................................... 19

3. PRODUCCIN Y MANEJO DE FLUIDOS ............................................ 19 3.1 Estaciones de Flujo ............................................................................. 19 3.2 Manejo de la Produccin ..................................................................... 20 3.3 Separacin de fluidos .......................................................................... 21 3.4 Mltiple de produccin ......................................................................... 21 3.5 Los separadores de produccin .......................................................... 22 3.6 Disposicin del crudo .......................................................................... 25 3.7 Disposicin del gas .............................................................................. 26 3.8 Disposicin del agua ........................................................................... 26 3.9 Tipos de separadores .......................................................................... 27

3.9.1 Separadores horizontales ............................................................. 29 3.9.2 Separadores verticales .................................................................. 30 3.9.3 Horizontal vs. Vertical .................................................................... 32

4. MECANISMOS DE PRODUCCIN ....................................................... 34 4.1 Mecanismos de produccin natural ..................................................... 34

4.1.1 Empuje por capa de gas. .............................................................. 35 4.1.2 Empuje de gas en solucin ........................................................... 37 4.1.3 Empuje por agua o hidrulico ........................................................ 39

iii

4.1.4 Empuje por gravedad .................................................................... 41 4.1.5 Expansin de roca y los fluidos ..................................................... 43

4.2 Mecanismo de produccin incluidos .................................................... 45 4.2.1 Inyeccin de fluidos ....................................................................... 45

5. MTODO DE PRODUCCIN ................................................................ 47 5.1 Levantamiento artificial por gas (Gas LIFT) ......................................... 47

Rango de aplicacin ............................................................................... 47 Ventajas ................................................................................................. 48 Desventajas ........................................................................................... 48 Limitaciones ........................................................................................... 49

5.1.1 Tipos de levantamiento artificial por gas........................................... 50 5.1.2 Inyeccin de gas por flujo continuo ............................................... 50 5.1.3 Inyeccin de gas por flujo intermitente .......................................... 52

5.2 Bombeo electrosumergible (BES) ....................................................... 54 Rango de aplicacin ............................................................................... 57 Ventajas ................................................................................................. 57 Desventajas ........................................................................................... 58

5.3 Bombeo por cavidad progresiva (BCP) ............................................... 58 Rango de aplicacin ............................................................................... 60 Ventajas ................................................................................................. 61 Desventajas ........................................................................................... 61

5.4 Bombeo mecnico (Balancn) .............................................................. 61 Rango de aplicacin ............................................................................... 64 Ventajas ................................................................................................. 64 Desventajas ........................................................................................... 64

5.5 Bombeo hidrulico ............................................................................... 64 Ventajas ................................................................................................. 66 Desventajas ........................................................................................... 66

CONCLUSIONES ......................................................................................... 67 BIBLIOGRAFA ............................................................................................ 72

iv

RESUMEN

El petrleo es una sustancia orgnica compuesta bsicamente de hidrocarburos extrados desde el interior de la Tierra, hidrocarburos que se obtienen a partir de la fosilizacin de restos orgnicos como los de los extintos dinosaurio. La produccin de hidrocarburos es uno de los procesos que implica la buena factibilidad que poseen los diferentes yacimientos para ser explotados, por el hecho de que a partir de esta produccin se explota y se obtiene realmente el hidrocarburo a comercializar, manejando gerencias que permiten organizar y llevar a cabo las buenas tcnicas para conseguir el objetivo. La actividad de la industria se encarga de todas las etapas y funciones necesarias para manejar los hidrocarburos en superficie. Se necesita realizar estudios geolgicos, los cuales indique que el hidrocarburo en la formacin ser factible y comerciablemente explotable. Tambin es importante recalcar que se debe contar con estaciones de flujo las cuales deben tener instalaciones especializadas que se encargan de llevar a cabo todos los procesos de limpieza y tratado del crudo, se encuentra tanques, separadores y tuberas. Es necesario determinar la habilidad que tiene un pozo de producir fluidos, y cmo estos fluirn a travs de la formacin realizando pruebas de pozos, los cuales en base al de desarrollo del campo se pueden dividir en identificacin de los fluidos del yacimiento y estimacin del comportamiento del pozo. Asimismo mtodos y mecanismos naturales o artificiales que explican los procesos de produccin de hidrocarburos desde el subsuelo hasta la superficie.

INTRODUCCIN

El petrleo es una mezcla homognea de compuestos orgnicos,

principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Tambin es conocido

como petrleo crudo o simplemente crudo. Este se produce en el interior de

la Tierra, por transformacin de la materia orgnica acumulada

en sedimentos del pasado geolgico y puede acumularse en trampas

geolgicas naturales, de donde se extrae mediante la perforacin de pozos.

La importancia de la produccin de hidrocarburos se concentra en el

proceso de explotacin racional de petrleo y gas natural de los yacimientos,

cumpliendo con las leyes y normas ambientales y de seguridad, y fortaleciendo

la soberana tecnolgica.

En este sentido la exploracin, incluyendo la perforacin de pozos

exploratorios confirman si hay o no hay petrleo en un lugar. En algunos

casos, hay suficiente presin interna como para que el petrleo salga solo del

yacimiento. En otros casos, hay que utilizar una bomba para sacarlo.

La produccin por ser un sistema que implica realizar acciones en

etapas para buscar un resultado, posee tambin componentes, los cuales en

modo de ejemplos pueden estar determinados cmo se distribuye la mano

de obra entre los diferentes rubros y actividades del predio; cmo se

distribuyen los ingresos entre consumo, produccin y ahorro; cmo la

produccin de un rubro contribuye a la generacin de productos para el

autoconsumo y para la venta, entre otras.

2

Tambin es importante recalcar la capacidad productiva que se tiene,

es decir con qu materia de hidrocarburo se cuenta para ser explotado, y qu

mecanismos sern utilizados para poder extraer dicha materia ya sean

naturales o artificiales, el ltimo mecanismo se da cuando ya el pozo est

muerto y el hidrocarburo no se extrae naturalmente.

El proceso de produccin de un pozo de hidrocarburos se inicia desde

el instante en que los fluidos comienzan a moverse desde el radio externo de

drenaje del yacimiento y termina cuando son recolectados en la estacin de

flujo. Los fluidos transportados pierden energa en el yacimiento, en el pozo y

en la lnea de flujo que los lleva a la estacin recolectora. Cuando la energa

del yacimiento es suficiente para completar el proceso de produccin, se dice

que el pozo produce por flujo natural, y cuando es necesario utilizar alguna

fuente externa de energa para el levantamiento de fluidos, desde el fondo del

pozo hasta la estacin, se dice que el pozo produce mediante levantamiento

artificial.

Para determinar la habilidad que tiene un pozo de producir fluidos, y

cmo estos fluirn a travs de la formacin se realizan pruebas de pozos, los

cuales en base al de desarrollo del campo se pueden dividir en: Identificacin

de la naturaleza de los fluidos del yacimiento y estimacin

del comportamiento del pozo.

A su vez en pozos de gas se realizan pruebas de inyecciones que

permitan saber cmo se trabajarn los fluidos a inyectarse cuando el pozo se

maneje de una forma artificial; aqu se toma en cuenta las condiciones de fluido

continuo, las cuales consisten en inyectar los fluidos de manera constante

hacia la columna de los fluidos producidos por el pozo.

3

Cuando tenemos un pozo productor de gas, se realizan anlisis los

cuales conlleven a determinar cmo ser su produccin dependiendo de sus

presiones. Se pueden dividir pozos de baja a mediana presin y pozos de alta

presin. Para realizar estos anlisis se va a mtodos y pruebas

convencionales, los cuales arrojen los resultados que se quieren obtener.

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1. PRODUCCIN DE HIDROCARBUROS

Es el proceso de sacar de manera ordenada y planificada el crudo que

la naturaleza ha acumulado en yacimientos subterrneos. Incluye la proteccin

de que el pozo sea tapado por arena y equitos, la proteccin ambiental de la

superficie y acuferos cercanos al pozo, mantenimiento de las presiones y

flujos de produccin a niveles seguros, la separacin de gases, el bombeo en

casos en que el petrleo no fluye solo, el mantenimiento del yacimiento y

mltiples tcnicas de recuperacin secundaria y terciaria.

En tal sentido la produccin de hidrocarburos no es ms, que el proceso

que se concentra en la explotacin racional de petrleo y gas natural de los

yacimientos, cumpliendo con las leyes y normas ambientales y de seguridad,

y fortaleciendo la soberana tecnolgica.

Segn la (EIA) Administracin de Informacin Energtica de los EEUU,

las operaciones productivas costa afuera comienzan luego de que toda

la construccin incluyendo plataforma y pozo estn listos. La produccin

depender del tamao del yacimiento, la profundidad del agua y

la estrategia de extraccin de los fluidos.

Existen ciertos lineamientos importantes que deben cumplirse en todo

proceso de produccin, tales como:

Gerencia de yacimientos

Extraccin de fluidos

Manejo y disposicin

Almacenamiento y Transporte

5

En lo que respecta a Gerencia de yacimientos es el plan de extraccin o

produccin al que se someter al yacimiento gracias a un conjunto de

informacin recolectada desde que se descubri hasta ese momento. La

Gerencia de yacimientos nunca deja de participar en la vida productiva del

pozo cubriendo con las siguientes tareas:

Conocer caractersticas y propiedades muy importantes del yacimiento

como profundidades, espesores, porosidad, permeabilidad y las

direcciones preferenciales de flujo de los fluidos en el yacimiento.

Monitorear continuamente el comportamiento de los pozos en

comparacin al yacimiento lo que permite verificar

los lmites establecidos y la caracterizacin del mismo.

Calcular predicciones debido a la informacin recolectada para estimar

el potencial inicial de produccin que puede tener el yacimiento as

como su comportamiento futuro.

1.1 Produccin del petrleo

El petrleo se encuentra por debajo de la superficie de la tierra, y se

ubica mediante la Exploracin, incluyendo la perforacin de pozos

exploratorios que confirman si hay o no hay petrleo en un lugar. Luego, el

pozo exploratorio sirve de primer pozo de produccin, luego de hacerle varios

arreglos para que pueda producir petrleo durante muchos aos, sin

contaminar el agua y subsuelo, y de acuerdo con las autorizaciones que

correspondan. En algunos casos, hay suficiente presin interna como para que

el petrleo salga solo del yacimiento. En otros casos, hay que utilizar una

bomba para sacarlo.

6

1.2 Sistema de produccin

Uno de los aspectos fundamentales que intervienen en la explotacin

comercial de hidrocarburos es, sin duda, el sistema de produccin;

entendiendo como tal el sistema de transporte de hidrocarburos desde el

yacimiento hasta la estacin recolectora, incluyendo los procesos de

separacin de sus fases. Los principales elementos mecnicos asociados a

un sistema de produccin son:

Pozos.

Lneas de flujo.

Mltiples de produccin.

Separadores y equipos de tratamiento.

Instrumentos de medicin.

Tanques de almacenamiento.

Existe una presin de partida de los fluidos en ese proceso de

produccin que es la presin esttica del yacimiento, y una presin final de

entrega que es la presin del separador en la estacin de flujo. La prdida de

energa a travs de cada componente es funcin de las caractersticas de los

fluidos producidos, y especialmente, del caudal de flujo transportado.

Fig. 1 Sistema de Produccin

7

De tal manera, que la capacidad de produccin del sistema responde a

un balance de energa, donde la suma de las prdidas de energa, expresada

en forma de presin de cada componente, es igual a la prdida total.

Tradicionalmente, el balance de energa se realizaba en el fondo del pozo;

pero la disponibilidad actual de simuladores en el proceso de produccin

permite establecer ese balance en otros puntos de la trayectoria del proceso

que se conocen con el nombre de nodos. Para realizar el balance de energa

en los nodos, se toman varias tasas de flujo con las cuales se determina la

presin con la cual el fluido entra al nodo y la presin requerida para salir del

mismo. La representacin grfica de la presin de llegada de los fluidos al

nodo, en funcin del caudal o tasa de produccin, se denomina curva de oferta

de energa del yacimiento ("inflow curve"). Asimismo, la representacin grfica

de la presin requerida a la salida del nodo, en funcin del caudal de

produccin, se denomina curva de demanda de energa del pozo ("outflow

curve"). La interseccin de ambas curvas establece la capacidad de

produccin del sistema. La capacidad de produccin del sistema puede

calcularse de dos maneras: analticamente, mediante ensayo y error, donde

se asumen valores de tasa de produccin hasta conciliar la oferta y la

demanda, y grficamente, interceptando las curvas de oferta y demanda.

1.3 Componentes del sistema de produccin

Para conocer un sistema de produccin, se debera partir de

la observacin de sus componentes, las actividades que all se realizan,

los medios y recursos con que cuenta, las cantidades y caractersticas de las

personas que en l viven o trabajan, las propiedades del suelo o clima, etc.

Como en el sistema hay organizacin y hay relaciones, se debera

adems tratar de entender las propiedades o proporciones en que estos

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componentes estn presentes; el rol o funcin que cada uno cumple y las

interacciones que suceden entre los componentes. Por ejemplo, cmo se

distribuye la mano de obra entre los diferentes rubros y actividades del predio;

cmo se distribuyen los ingresos entre consumo, produccin y ahorro; cmo

la produccin de un rubro contribuye a la generacin de productos para el

autoconsumo y para la venta, etc.

En general, la planificacin es un proceso que define los objetivos de la

empresa y determina los medios idneos para alcanzarlos. Por su parte, la

planificacin de la produccin es el conjunto de actividades que hay que

realizar en el futuro, tendientes a la dotacin oportuna de los recursos

necesarios para la produccin de los bienes y servicios especificados por

la planeacin estratgica y el control de la produccin es la tcnica que verifica

el cumplimiento de los planes correspondientes.

Desde un punto de vista panormico, la planificacin empresarial es un

proceso jerrquico que comprende las siguientes fases:

Fase de Planeacin estratgica

Fase de planeacin tctica

Fase de planeacin operativa

Fase de programacin operativa

Fase de ejecucin y control de la produccin.

1.4 Clasificacin de Sistemas Productivos

Sistemas Tradicionales de Produccin

a. Sistema de produccin por encargo: Este se basa en el encargo o

pedido de uno o ms productos o servicios. La empresa que lo utiliza

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slo produce despus de haber recibido el contrato o encargo de un

determinado producto o servicio, aqu se llevan a cabo tres actividades:

Plan de produccin: Relacin de materia prima, mano de obra y

proceso de produccin.

Arreglo fsico: Se concentra en el producto.

Previsibilidad de la produccin: Cada producto exige un plan de

produccin especfico.

b. Sistema de produccin por lotes: Lo utilizan las empresas que

producen una cantidad limitada de un tipo de producto o servicio por

vez. Tambin se llevan a cabo las tres actividades que el sistema

anterior:

Plan de produccin: Se realiza anticipadamente en relacin a

las ventas.

Arreglo fsico: se caracterizan por mquinas agrupadas en bateras del

mismo tipo.

Previsibilidad de la produccin: Debe ser constantemente

replanteado y actualizado.

c. Sistema de produccin continua: Lo utilizan las empresas que

producen un determinado producto sin modificaciones por un largo

perodo, el ritmo de produccin es rpido y las operaciones se ejecutan

sin interrupciones. Dentro de este sistema se realizan los tres pasos:

Plan de produccin: Se elabora generalmente para perodos de un

ao, con subdivisiones mensuales. Este sistema lo utilizan fabricantes

de papel, celulosa, de automviles, electrodomsticos.

Arreglo fsico: Se caracteriza por mquinas y herramientas altamente

especializadas, dispuestas en formacin lineal y secuencial.

Previsibilidad de la produccin: El xito de este sistema depende

totalmente del plan detallado de produccin, el que debe realizarse

antes que se inicie la produccin de un nuevo producto.

10

1.5 Capacidad de Produccin

El proceso de produccin de un pozo de petrleo se inicia desde el

instante en que los fluidos comienzan a moverse desde el radio externo de

drenaje del yacimiento y termina cuando son recolectados en la estacin de

flujo. Los fluidos transportados pierden energa en el yacimiento, en el pozo y

en la lnea de flujo que los lleva a la estacin recolectora.

Cuando la energa del yacimiento es suficiente para completar el

proceso de produccin, se dice que el pozo produce por flujo natural, y cuando

es necesario utilizar alguna fuente externa de energa para el levantamiento

de fluidos, desde el fondo del pozo hasta la estacin, se dice que el pozo

produce mediante levantamiento artificial.

2. EVOLUCIN DE LA VIDA UTIL DE YACIMIENTO

2.1 Mtodos de exploracin petrolera

2.1.1 Mtodos Geofsicos

Ssmico de reflexin

Consiste en provocar mediante una fuente de energa, un frente de

ondas elsticas que viajan por el subsuelo y se reflejan en las interfases por

los distintos estratos.

En la superficie se cubre un rea determinada con aparatos de alta

sensibilidad llamados gefonos, los cuales van unidos entre si por cables

conectados a una estacin receptora.

11

All mediante equipos especiales de cmputo, se van generando mapas

del interior de la tierra. Se pueden medir el tiempo transcurrido entre el

momento de la explosin y la llegada de las ondas relejadas, pudindose

determinar as la posicin de los estratos y su profundidad, descubriendo la

ubicacin de los anticlinales favorables para la acumulacin de petrleo.

Gravimtrico

El objetivo principal de los estudios de gravimetra es medir la atraccin

gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa determinada.

Las medidas gravimtricas en exploracin son representacin de

anomalas en las que entran la densidad de los diferentes tipos de rocas:

sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas, granito, etc.

El instrumento consta de una masa metlica que, suspendida de un

resorte supersensible, registra la elongacin del resorte debido a la atraccin

producida por lo denso de la masa de las rocas subterrneas. Las medidas

son anotadas y posteriormente se confeccionan mapas que representan la

configuracin lograda.

El gravmetro permite estudiar las rocas que hay en el subsuelo. Este

aparato mide las diferencias de la fuerza de la gravedad en las diferentes

zonas de suelo, lo que permite determinar qu tipo de roca existe en el

subsuelo.

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Magntico

Se basa en la deteccin de las propiedades magnticas de las rocas,

debido a la fuerza de atraccin que tiene el campo magntico de la tierra.

La unidad de medicin en la prctica es el Gamma, aunque la medida

original es el Gauss.

El levantamiento magnetomtrico se hace tomando medidas de gammas

en sitios dispuestos sobre el terreno. Luego las medidas son indicadas en un

mapa y los puntos de igual intensidad son unidos por curvas isogamas que

representan la configuracin y detalles detectados.

Elctrico

Esta prospeccin tiene como objetivo determinar la resistividad elctrica de

las rocas que constituyen el subsuelo y su distribucin.

Se puedan interpretar los cambios que se producen, debidos a la presencia

del agua subterrnea o al contenido mineralgico que presentan las

formaciones de roca. Este mtodo utiliza la distribucin del subsuelo en

trminos de homogeneidad, basados en la caracterizacin resistiva.

Si los poros de la roca contienen agua salada, la resistividad ser baja; con

agua dulce ser alta, y si estn llenos de petrleo ser muy alta.

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Geoqumico

Los mtodos geoqumicos emplean procedimientos qumicos en el

laboratorio, con el propsito de determinar la presencia o ausencia de rocas

generadoras de hidrocarburos, y se detectan emanaciones de asfalto, de gas,

impregnaciones de petrleo y depsitos naturales de parafinas.

Estos mtodos tambin ayudan a determinar el perodo geolgico en el

cual se originaron los hidrocarburos, probables rutas de migracin y

entrampamiento de los mismos almacenados en el subsuelo.

Perfiles de pozos

Constituyen una serie de registros que permiten interpretar las

caractersticas de las rocas y los fluidos depositados en sus entraas, desde

el punto de vista cualitativo y cuantitativo.

La variedad de instrumentos disponibles para hacer perfiles o registros de

pozos permite que puedan hacerse en hoyos desnudos o en pozos entubados

totalmente.

En la industria petrolera a esta parte de la Geofsica se le denomina

Petrofsica, la cual se define como la ciencia que se dedica a la descripcin y

medida de las propiedades fsicas de las rocas, incluyendo los efectos que

puedan producir los fluidos contenidos en ellas o en sus alrededores.

La Petrofsica ofrece la posibilidad de estudiar y verificar gran cantidad de

datos fundamentales para las operaciones, como:

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1. Control de profundidad del pozo.

2. Verificacin de velocidades de reflexin de los estratos.

3. Determinacin del tope y base (espesor) de un estrato.

4. Medicin del potencial espontneo y resistividad de las rocas y fluidos.

5. Deduccin de valores de porosidad, saturacin y permeabilidad de las

rocas.

6. Deduccin de la presencia de fluidos en las rocas: gas, petrleo, agua.

7. Perfil de la circularidad del hoyo (dimetro).

8. Registros de temperatura.

9. Registros de efectividad de la cementacin de revestidores.

10. Registros de buzamiento.

11. Registros de presiones.

12. Toma de muestras de formacin (rocas).

13. Toma de muestras de fondo (fluidos).

14. Registros de densidad (rocas).

15. Deteccin de fallas.

16. Deteccin de discordancias.

17. Deteccin de fracturas.

2.1.2 Mtodo geolgico

Es un mtodo directo de exploracin y la base para todos los dems

mtodos.

Se constituye del levantamiento geolgico y estructural de la superficie

de los afloramientos y como posible del subsuelo (sondeos, minas) en el rea

de inters.

15

El levantamiento geolgico en el terreno est apoyado por los anlisis

petrogrficos, mineralgicos y geoqumicos en el laboratorio y por estudios

estadsticos de los datos estructurales obtenidos en terreno.

La elaboracin de mapas geolgicos permite identificar caractersticas

de un rea determinada tales como vegetacin, topografa, corrientes de agua,

tipo de roca, fallas geolgicas, anomalas tcnicas; entre otros.

2.1.3 Sondeo estructural

Para este mtodo se toman muestras representativas (esquirlas de la

superficie, rocas compactas; etc.) a travs de una red de muestreo para luego

analizarlas y es aplicable en la superficie y en el subsuelo.

Para este mtodo se utiliza un toma ncleo que es un equipo de gran utilidad

para la investigacin geolgica. Permite extraer secciones intactas de rocas

que pueden ser observadas y analizadas directamente en la superficie.

La direccin, inclinacin, porosidad, permeabilidad, contenido de

hidrocarburos y edades de las rocas son algunos de los datos que pueden

obtenerse de estos ncleos o muestras de rocas, a travs de su anlisis en

laboratorio

2.1.4 Exploracin area y espacial

Es una tcnica de la fotografa panormica practicada desde aviones,

cometas y globos aerostticos.

El avin se utiliza ventajosamente para cubrir grandes extensiones en poco

tiempo y obtener, mediante la fotografa area, mapas generales que facilitan

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la seleccin de reas determinadas que luego podran ser objeto de estudios

ms minuciosos.

La combinacin del avin y la fotografa permite retratar y tener una vista

panormica de la topografa.

En la actualidad, en algunas zonas o reas de yacimientos, se recurre a la

implementacin y utilizacin de imgenes satelitales.

El sistema, bsicamente, permite la obtencin de cartografa de alt

precisin en diferentes escalas y combinaciones de bandas, a partir de

composiciones de mapas.

La aplicacin de tal tecnologa permite evitar daos intiles sobre el

terreno, efectivizando al mximo el trazado de caminos y picadas de

prospeccin ssmica.

2.2 Tipos de recuperacin de petrleo

Primaria: cuando el petrleo surge naturalmente, impulsado por la

presin del gas o el agua de la formacin, o bien por la succin de una

bomba.

Secundaria: cuando se inyecta gas y/o agua para restablecer las

condiciones originales del reservorio o para aumentar la presin de un

reservorio poco activo.

Terciaria: cuando se utilizan otros mtodos que no sean los antes

descritos, como por ejemplo, inyeccin de vapor, combustin inicial,

inyeccin de jabones, C02, etc.

17

2.2.1 Fase de produccin primaria

Los mecanismos naturales de produccin contribuyen a lo que se

conoce como recuperacin primaria. Dependiendo del tipo de petrleo, las

caractersticas del reservorio y la ubicacin de los pozos, el porcentaje de

petrleo, inicialmente contenido en un reservorio que puede ser producido por

estos mecanismos (factor de recuperacin) puede variar de un pequeo

porcentaje para un empuje por separacin del gas disuelto a un 30-35 por

ciento para un empuje por agua o expansin del casquete. Tomando un

promedio mundial, se estima que la recuperacin primaria produce un 25 por

ciento del petrleo contenido inicialmente en la roca.

Para que el petrleo fluya de la roca reservorio al pozo, la presin a la

que se encuentra el petrleo en el reservorio debe ser superior a la del fondo

del pozo. El caudal con que el petrleo fluye hacia el pozo depende de la

diferencia de presin entre el reservorio y el pozo, la permeabilidad, grosor de

las capas y la viscosidad del petrleo.

La presin inicial del reservorio generalmente es lo suficientemente alta

para elevar el petrleo en los pozos de produccin a la superficie, pero a

medida que se extraen el gas y el petrleo la presin disminuye y el ritmo de

produccin comienza a descender. La produccin, aun cuando est

declinando, se puede mantener por un tiempo mediante procedimientos

naturales tales como expansin del casquete de gas y el empuje del agua.

Los principales mecanismos de produccin natural son entonces, el

empuje de agua, el empuje por gas disuelto y expansin del casquete de gas.

18

2.2.2 Fase de recuperacin secundaria

A travs de los aos, los ingenieros en petrleo han aprendido que la

aplicacin de tcnicas para el mantenimiento depresin en el reservorio puede

producir ms petrleo que el que se extrae por recuperacin primaria

nicamente. Mediante tales tcnicas (conocidas como recuperacin

secundara), la energa y el mecanismo de desplazamiento naturales del

reservorio, responsables por la produccin primaria, son suplementales por la

inyeccin de gas o agua. El fluido inyectado no desplaza todo el petrleo. Una

cantidad apreciable queda atrapada por fuerzas capilares en los poros de la

roca reservorio y es pasada de largo. A esto se llama petrleo residual y puede

ocupar de un 20 a un 50 por ciento del volumen del pozo. Adems por las

variaciones de permeabilidad, el agua inyectada puede saltear ciertas regiones

portadoras de petrleo.

.

Fig. 2 Recuperacin Secundaria. Planta de Inyeccin de Agua

La eficiencia total de un procedimiento de desplazamiento depende no

slo del nmero y la ubicacin de los pozos de inyeccin y productores y de

las caractersticas del reservorio (permeabilidad y petrleo residual), sino

19

tambin de la relativa inmovilidad de los fluidos desplazantes y del petrleo

desplazado. S la relacin de movilidad es menor que uno (es decir, cuando el

fluido desplazante tiene menor inmovilidad que el desplazado) la eficiencia del

arrastre o desplazamiento ser alta y se remover una gran cantidad de

petrleo.

2.2.3 Fase de recuperacin terciaria o mejorada

Recuperacin asistida es el trmino que utiliza la industria petrolera pira

describir las tcnicas que se utilizan para extraer ms petrleo de reservorios

subterrneos, que el que se obtendra por mecanismos naturales o por la

inyeccin de gas o agua. Los mtodos convencionales de produccin dejan en

el reservorio una cantidad de petrleo que queda all por ser demasiado

viscoso o difcil de desplazar. El petrleo tambin podra quedar atrapado por

capilaridad en las zonas inundadas del reservorio o podra no ser empujado

por el agua y el gas que se inyectan en parte del yacimiento.

En general, el objetivo de las tcnicas de recuperacin asistida de

petrleo es extraer ms hidrocarburos mejorando la eficiencia del

desplazamiento

3. PRODUCCIN Y MANEJO DE FLUIDOS

3.1 Estaciones de Flujo

Instalacin compuesta por tanques, bombas y tuberas donde se

recolecta la produccin de varios pozos para enviarla posteriormente a otros

sitios segn las operaciones que se realicen.

20

Lnea de Flujo: Tubera utilizada Para conducir Uno o ms fluidos entre

diferentes instalaciones o pozos dentro de Campos petroleros y de gas.

Se llama lnea de flujo al espacio de reservorio recorrido por el fluido

contenido cuando se pone a producir un pozo. Las lneas de flujo pueden ser

mapeadas para generar un diagrama que muestre como se desplazan los

fluidos, es muy utilizado en recuperacin secundaria.

3.2 Manejo de la Produccin

Desde el cabezal de cada pozo arranca la tubera de flujo que, tendida

sobre el suelo, llega a una determinada estacin de recoleccin, diseada para

recibir la produccin de cierto nmero de pozos.

El nmero de tuberas de flujo (flujoducto) que tiene cada cabezal

depende de la terminacin del pozo: sencilla, doble o triple. El dimetro de

cada flujoducto corresponde al mximo volumen de produccin que se piense

manejar, como tambin las caractersticas del crudo, especialmente

la viscosidad y la presin del flujo natural en el cabezal. En el caso de pozos

que producen por bombeo mediante varillas de succin, la presin en el

cabezal es casi nula pero la viscosidad del crudo es factor de consideracin

especial para seleccionar el dimetro del flujoducto si el crudo es muy pesado

o extrapesado. Existe una variada seleccin de dimetros de tuberas para

satisfacer todos los requerimientos. Generalmente, los dimetros nominales

ms utilizados estn entre 50,8 y 101,6 milmetros, 2 a 4 pulgadas. Dimetros

mayores pueden ser requeridos para manejar altos volmenes de produccin

o petrleos muy viscosos. Todos los elementos del cabezal: bridas, sellos,

carretos, adaptadores, crucetas, colgadores, pernos y dispositivos adicionales

como vlvulas y emplazamiento de reductores o estranguladores son

21

manufacturados segn normas API y catalogados para funcionar bajo

la accin de presiones cuyo rango va de 140 a 1.400 kg/cm2.

3.3 Separacin de fluidos

La estacin de flujo y recoleccin de la produccin de los pozos la

componen un grupo de instalaciones que facilitan el recibo, la

separacin, medicin, tratamiento, almacenamiento y despacho del petrleo.

El flujo del pozo consiste preponderantemente de petrleo, al cual est

asociado un cierto volumen de gas: relacin gas-petrleo (RGP), que se mide

en m3 de gas por m3 de petrleo producido o en pies cbicos de gas por barril

de petrleo producido, a condiciones estipuladas en la superficie. Adems, el

flujo de petrleo y gas puede mostrar la presencia de agua y de sedimentos

procedentes del yacimiento productor.

3.4 Mltiple de produccin

Los mltiples de produccin y de prueba se utilizan para recolectar la

produccin de varios pozos a una planta centralizada donde los pozos se

pueden ser colocados individualmente en produccin y/o prueba. Pueden ser

operados manualmente o automticamente con vlvulas y con contadores

de tiempo automticos. Los mltiples de la produccin y prueba pueden ser

diseados para los grados ANSI y API para varias presiones y varios

tamaos de tubos. Las estrangulaciones pueden ser incluidas para la

reduccin de la presin las cuales pueden ser fijas o ajustables adems

de manuales o automatizadas. Otras instrumentaciones y controles se pueden

proporcionar con las especificaciones del cliente. El mltiple facilita el manejo

de la produccin total de los pozos que ha de pasar por los separadores como

22

tambin el aislamiento de pozos para pruebas individuales de produccin. Por

medio de las interconexiones del sistema y la disposicin apropiada de

vlvulas, se facilita la distribucin, el manejo y el control del flujo de los pozos.

3.5 Los separadores de produccin

Es muy importante la separacin del petrleo del gas, del agua y de los

sedimentos que lo acompaan desde el yacimiento. Para realizar la

separacin del gas del petrleo se emplean separadores del tipo vertical y

horizontal, cuya capacidad para manejar ciertos volmenes diarios de crudo y

de gas, a determinadas presiones y etapas de separacin, vara de acuerdo a

las especificaciones de manufactura y funcionamiento requeridos.

Los separadores se fabrican de acero, cuyas caractersticas

corresponden a las normas establecidas para funcionar en etapas especficas

de alta, mediana o baja presin. En a separacin de gas y petrleo es muy

importante considerar la expansin que se produce cuando el gas se

desprende del petrleo y la funcin que desempea la presin. Adems, en el

interior del separador, a travs de diseos apropiados, debe procurarse el

mayor despojo de petrleo del gas, de manera que el gas salga lo ms limpio

posible y se logre la mayor cantidad posible de petrleo. La separacin para

una, dos o tres etapas est regulada por factores tales como la presin de flujo

en el cabezal del pozo, la presin con que llega a la estacin, la relacin gas-

petrleo, la temperatura y el tipo de crudo.

La ltima etapa de separacin ocurre en los tanques de

almacenamiento, donde todava se desprende gas del petrleo, a una presin

levemente mayor o igual a la atmosfrica. Adems de un proceso tecnolgico,

la separacin envuelve procurar la mayor obtencin de crudo que, por ende,

23

significa la mayor extraccin de petrleo del yacimiento y el consiguiente

aumento de ingresos. Cuando la produccin est acompaada de cierta

cantidad de agua, que adems tanto sta como el petrleo pueden contener

elementos corrosivos, entonces la separacin involucra otros tipos adicionales

de tratamiento como el calentamiento, aplicacin de anticorrosivos,

demulsificadores, lavado y desalacin del crudo, tanques especiales para

asentamiento de los elementos nocivos al crudo y al gas y otros procesos que

finalmente acondicionen el crudo y el gas producidos para satisfacer las

especificaciones requeridas para la entrega y venta a los clientes.

Aunque existen muchas variedades de separadores de dos fases, la

mayora de las unidades utilizadas en campos petrolferos son diseos

convencionales, construidos en configuraciones horizontales o verticales. Los

separadores horizontales son ms eficientes en tamao que los tipos

verticales, pero tienen una capacidad limitada de oleada y algunas veces no

entran fcilmente en las plataformas petrolferas. Los separadores verticales

frecuentemente son especificados para aplicaciones GOR altos o bajos.

Ambas configuraciones emplean hardware similar, incluyendo

desviadores de ingreso, extractores de neblina, e interruptores de vrtice. Los

autores proveen frmulas para la velocidad de cada de lquidos, el dimetro

de cada, y el tiempo de retencin de lquidos, as como

tambin procedimientos paso-a-paso para la seleccin de unidades

horizontales y verticales. Las tablas simplifican los clculos y la seleccin de

tamaos de recipientes.

Los fluidos producidos en el cabezal del pozo son mezclas complejas

de compuestos de hidrgeno y carbono con densidades y presiones de vapor

diferentes, y otras caractersticas. La corriente del pozo experimenta

24

reducciones continuas de presin y temperatura cuando sale del

yacimiento. Gases se forman de los lquidos, el vapor del agua se condensa,

y parte de la corriente del pozo se cambia de lquido a burbujas, neblina y gas

libre. El gas lleva burbujas lquidas y el lquido lleva burbujas de gas. La

separacin fsica de estas fases en una de las operaciones bsicas de la

produccin, el procesamiento, y el tratamiento de petrleo y gas.

Los separadores de petrleo y gas separan los componentes lquidos y

de gas que existen en una temperatura y presin especfica mecnicamente,

para eventualmente procesarlos en productos vendibles. Un recipiente de

separacin normalmente es el recipiente inicial de procesamiento en cualquier

instalacin, y el diseo inapropiado de este componente puede embotellar y

reducir la capacidad de la instalacin completa.

Los separadores son clasificados de dos fases si separan gas de la

corriente total de lquidos y de tres fases si tambin separan la corriente lquida

en sus componentes de petrleo crudo y agua. Este discute los separadores

de dos fases. Adicionalmente, discute los requerimientos de un buen diseo

de separacin y cmo los varios dispositivos mecnicos toman ventaja de las

fuerzas fsicas en la corriente producida para lograr la separacin adecuada.

Algunas veces los separadores son nombrados depuradoras de

gas cuando la relacin de la tasa de gas a lquido es muy alta. Algunos

operadores utilizan el trmino trampa para separadores que manejan el flujo

directamente de los pozos. De todas maneras, todos tienen la misma

configuracin y sus tamaos son escogidos de acuerdo a los mismos

procedimientos.

25

3.6 Disposicin del crudo

Diariamente los pozos productores fluyen o bombean sus respectivas

cuotas de produccin, como ya se ha sealado, a sus correspondientes

estaciones de flujo. All, luego de la separacin y tratamiento adecuados, el

crudo pasa a tanques de almacenamiento cuyo nmero y volumen son

suficientes para recoger holgadamente la produccin de varios das. Tambin

se mantiene un registro de los volmenes de crudo recibidos, tratados,

almacenados y despachados.

Los tanques utilizados para el almacenamiento son cilndricos y su

altura y dimetro estn en funcin de su capacidad. Los hay de dos tipos:

empernados para los de pequeo volumen, y soldados para volmenes

mayores. Existe una variedad de tanques cuya capacidad va desde 40 a

160.000 m3 para satisfacer todos los requerimientos. Adems, para ciertos

casos especiales de almacenamiento, como crudos pesados, se han

construido fosas de 160.000 m3 y de mucha ms capacidad. Estaciones

pequeas bombean el crudo a estaciones de mayor capacidad de

almacenamiento y de recoleccin, que conectadas a oleoductos despachan

diariamente grandes volmenes de crudo a los puertos de embarque o

directamente a las refineras. La fiscalizacin del almacenaje y despacho de

volmenes de crudo se hacen segn las normas y procedimientos vigentes,

de acuerdo con las leyes y reglamentos de los diferentes despachos

gubernamentales: ministerios de Energa y Minas,

Hacienda, Transporte y Comunicaciones, Defensa, etc., para los fines de

control de la produccin, exportacin, refinacin y consumo interno,

regalas, impuestos, etc.

26

3.7 Disposicin del gas

El gas producido con el petrleo, luego de separado y tratado

preliminarmente, si fuese necesario, puede ser enviado a plantas especiales

de tratamiento final para distribucin por gasoductos a las plantas

petroqumicas y refineras; a ciudades para consumo en

las industrias y servicios domsticos o tambin es usado por la

misma industria petrolera en sus operaciones, como combustible o para ser

reinyectado en los yacimientos para la restauracin y/o mantenimiento de la

presin y, por ende, lograr un mayor porcentaje de extraccin del petrleo en

sitio. En la produccin, separacin, recoleccin, transmisin y distribucin del

gas asociado con el petrleo es casi imposible utilizar el gas de baja presin

disponible porque los aspectos econmicos involucrados son prohibitivos. El

volumen de gas por pozo, generalmente, es muy poco. La recoleccin de gas

de tantos pozos requiere compresin, cuya inversin en plantas e

instalaciones generalmente sobrepasa las expectativas de rentabilidad. Por

tanto, las posibilidades de utilizacin y rentabilidad quedan circunscritas al gas

de mediana y alta presin.

3.8 Disposicin del agua

La cantidad de agua que acompaa al petrleo producido de los pozos

puede ser de caractersticas sencillas, cuya separacin por asentamiento en

tanques se logra fcilmente. En ocasiones, el manejo, tratamiento y

disposicin del agua no requieren de instalaciones especiales. Sin embargo,

se dan situaciones en las que el volumen de agua producido diariamente es

muy alto. Las caractersticas del agua y del petrleo pueden facilitar

emulsiones que requieren de tratamientos mecnico, qumico, trmico o

elctrico para lograr la adecuada separacin de los dos fluidos y obtener un

27

crudo que corresponda a las especificaciones de calidad requeridas. La

presencia de sal en asociacin con el agua y el petrleo es de ocurrencia

natural en muchos estratos geolgicos. De la concentracin de sal en solucin

depender la seleccin del tratamiento que deba emplearse para despojar el

petrleo de la sal que contiene.

La sal es indeseable en el crudo por sus propiedades corrosivas y las

implicaciones operacionales y econmicas que ello significa para las

refineras. El manejo y disposicin del agua asociada con la produccin de

petrleo es una fase que a veces puede resultar muy compleja, especialmente

si el volumen de agua es muy grande y si el agua es salada o salmuera. En

ocasiones, una buena opcin operacional y econmica es inyectar el agua al

yacimiento.

3.9 Tipos de separadores

Aunque existen muchas variedades de separadores de dos fases, la

mayora de las unidades utilizadas en Campos petrolferos son diseos

convencionales, construidos en configuraciones horizontales o verticales. Los

separadores horizontales son ms eficientes en tamao que los tipos

verticales, pero tienen una capacidad limitada de oleada y algunas veces no

entran fcilmente en las plataformas petrolferas.

Los fluidos producidos en el cabezal del pozo son mezclas complejas

de compuestos de hidrgeno y carbono con densidades y presiones de vapor

diferentes, y otras caractersticas. La corriente del pozo experimenta

Reducciones continas de presin y temperatura cuando sale del yacimiento.

Gases se forman de los lquidos, el vapor del agua se condensa, y parte de la

corriente del pozo se cambia de lquido a burbujas, neblina y gas libre. El gas

28

lleva burbujas lquidas y el lquido lleva burbujas de gas. La separacin fsica

de estas fases en una de las operaciones bsicas de la produccin, el

procesamiento, y el tratamiento de petrleo y gas.

Los separadores de petrleo y gas separan los componentes lquidos y

de gas que existen en una temperatura y presin especfica mecnicamente,

para eventualmente procesarlos en productos vendibles. Un recipiente de

separacin normalmente es el recipiente inicial de procesamiento en cualquier

instalacin, y el diseo inapropiado de este componente puede embotellar y

reducir la capacidad de la instalacin completa.

Los separadores son clasificados de dos fases si separan gas de la

corriente total de lquidos y de tres fases si tambin separan la corriente lquida

en sus componentes de petrleo crudo y agua. Este artculo discute los

Separadores de dos fases. Adicionalmente, discute los requerimientos de un

buen diseo de separacin y cmo los varios dispositivos mecnicos toman

ventaja de las fuerzas fsicas en la corriente producida para lograr la

separacin adecuada.

Algunas veces los separadores son nombrados depuradoras de

gas cuando la relacin de la tasa de gas a Lquido es muy alto. Algunos

operadores utilizan el trmino trampa para separadores que manejan el flujo

directamente de los pozos. De todas maneras, todos tienen la misma

configuracin y sus tamaos son Escogidos de acuerdo a los mismos

procedimientos.

29

3.9.1 Separadores horizontales

El fluido entra en el separador y se contacta con un desviador de

ingreso, causando un cambio repentino en el impulso y la separacin bruta

inicial de lquido y vapor. La gravedad causa que gotas de lquido caigan de la

corriente de gas al fondo del recipiente de recoleccin. Esta seccin de

recoleccin de lquido provee el tiempo de retencin necesario para que el gas

arrastrado evolucione del petrleo y suba al espacio de vapor. Tambin provee

volumen de oleada, si fuese necesario, para manejar los sobrepesos

intermitentes de lquido. Luego el lquido sale del recipiente mediante una

vlvula de descarga de lquidos, que es regulada por un controlador de nivel.

Fig. 3 Separador horizontal con sus componentes ms importantes

30

3.9.2 Separadores verticales

Es un esquema de un separador vertical. En esta configuracin el flujo

de entrada entra al recipiente por un lado. A igual que con el separador

horizontal, el desviador de ingreso hace la separacin bruta inicial. El lquido

fluye hacia abajo a la seccin de recoleccin de lquidos en el recipiente, y

luego baja a la salida de lquidos. Cuando el lquido llega al equilibrio, las

burbujas de gas fluyen en sentido contrario a la direccin del flujo de lquidos

y eventualmente migran al espacio de vapor. El controlador de nivel y la vlvula

de descarga de lquidos opera de la misma forma como en el separador

horizontal. El gas fluye sobre el desviador de ingreso y luego arriba hacia la

salida de gas. En la seccin de asentamiento de gravedad, las gotas de lquido

caen hacia abajo, en sentido opuesto a la direccin del flujo de gas. El gas

pasa por la seccin de fundicin / extractor de neblina antes de salir del

recipiente. La presin y el nivel son mantenidos de la misma forma que en el

separador horizontal.

31

Fig. 4 Separador vertical con sus componentes ms importantes

32

3.9.3 Horizontal vs. Vertical

Los separadores horizontales normalmente son ms eficientes en el

manejo de grandes volmenes de gas que los tipos verticales porque las gotas

lquidas caen de manera perpendicular al flujo de gas en la seccin de

asentamiento de gravedad, y se asientan ms fcilmente de la fase de gas

continua. Adems, debido a que el rea de interfaz es ms grande en un

separador horizontal, es ms fcil que las burbujas de gas, que salen de la

solucin cuando el lquido se aproxima al equilibrio, alcancen el espacio de

vapor. In trminos de un proceso de separacin de gas lquidos, los

separadores horizontales seran preferidos. Sin embargo, tienen desventajas

que podran llevar a la preferencia de un separador vertical en ciertas

situaciones:

Los separadores horizontales no manejan los slidos tan bien como los

separadores verticales. La seccin de disposicin de lquidos en un

separador vertical puede ser colocada en el centro del cabezal en el

fondo para que los slidos, que de otras formas se acumularan en el

separador, puedan pasar al prximo recipiente en el proceso. Como un

alternativo, se puede colocar un desage en esta locacin para la

disposicin peridica de los slidos, mientras el lquido sale del

recipiente en una elevacin un poco ms alta. Es necesario colocar

varios desages por el largo de un recipiente horizontal y debido a que

los slidos tienen un ngulo de repose de 45 a 60, se debe dejar poco

espacio entre los intervalos de los desages. Es caro tratar de alargar

la distancia entre los desages, proveyendo chorros de arena para

convertir los slidos en lquidos mientras los desages estn en

operacin, esta tctica no ha tenido mucho xito en el campo.

33

Los recipientes horizontales requieren de ms rea plano que los

recipientes verticales equivalentes. Aunque esto no sea muy importante

en las locaciones terrestres, puede ser muy importante costa fuera.

Los recipientes horizontales tienen menos capacidad de oleada lquida.

Para un dado cambio en la elevacin de la superficie del lquido,

tpicamente hay un incremento mayor en el volumen del lquido para un

separador horizontal que para un separador vertical cuando ambos

tienen el tamao adecuado a la misma tasa de flujo. Sin embargo,

la geometra del recipiente horizontal requiere que el dispositivo de

cierre de alto nivel est localizado cerca del nivel normal de operacin.

En un recipiente vertical, el cierre puede ser colocado ms alto,

permitiendo ms tiempo para que el controlador de nivel y la vlvula de

descarga reaccionen a la oleada. Adicionalmente, las oleadas en

recipientes horizontales pueden crean olas internas que activen el

dispositivo de cierre.

Puede ser difcil mantener algunas vlvulas de alivio y algunos de los

controles sin escaleras y plataformas especiales.

34

4. MECANISMOS DE PRODUCCIN

Los mecanismos de produccin corresponden a un conjunto de

procesos que actuando en conjunto o separadamente permiten movilizar el

hidrocarburo en el yacimiento para as poder extraerlo y aprovecharlo en

superficie. Una vez determinado el tipo de yacimiento que estamos perforando

y haber calculado los volmenes de hidrocarburos, y conocer si es rentable la

produccin de ste, se procede a producir el yacimiento.

Para la extraccin del petrleo que se encuentra en los yacimientos es

necesario perforar pozos, estos constituyen la unidad fundamental de drenaje.

Una vez perforados los pozos estos comienzan a producir debido a la accin

de fuerzas naturales que desplazan los fluidos del yacimiento hasta los pozos

productores. Estas fuerzas naturales a medida que se va produciendo van

disminuyendo, hasta el punto donde el yacimiento alcanza su lmite fsico, las

fuerzas capilares que se desarrollan entre los fluidos y los poros de la arena

que los contiene, dejan atrapados al petrleo y este deja de fluir naturalmente,

y es a partir de all donde se aplican los mecanismos de produccin inducidos.

Los mecanismos de produccin se dividen en 2 tipos, Naturales e

Inducidos:

4.1 Mecanismos de produccin natural

El empuje de petrleo hacia los pozos se efecta por la presin natural

que tiene el yacimiento. Es muy importante detectar lo ms anticipadamente

posible el mecanismo natural de empuje o expulsin de petrleo. Esta

35

temprana apreciacin servir para obtener el mayor provecho del futuro

comportamiento del mecanismo en el yacimiento y de cada pozo en particular,

tambin ayudar para estudiar futuras aplicaciones de extraccin secundaria

por inyeccin de gas o de agua, o gas/agua u otros elementos.

El empuje del petrleo se puede derivar de la presencia de un casquete

o capa de gas libre que yace encima del petrleo, de un volumen de gas

disuelto en el petrleo, de un volumen de agua dinmica subyacente, o de

empuje por gravedad.

Los mecanismos de produccin natural se clasifican en:

4.1.1 Empuje por capa de gas.

Este mecanismo est presente en yacimientos que se encuentra a

presiones inferiores a la presin de burbujeo. En lo que existe una capa de

gas, la cual tiende a expandirse debido a la disminucin de presin cuando

acta como una fuerza de empuje que obliga al petrleo a desplazarse.

36

Fig. 5 Mecanismo por empuje por capa de gas

En este tipo de yacimiento, bajo las condiciones originales de presin y

temperatura, existe un equilibrio entre el gas libre y el petrleo presente.

Son yacimientos saturados cuyos fluidos estn uniformemente

distribuidos y la presin es igual a la presin de burbujeo. Bajo estas

condiciones existir una capa de gas encima de la zona de petrleo, la cual se

expandir desplazando el petrleo hacia los pozos productores.

Al poner a producir el pozo controladamente, la diferencia de presin entre la

del yacimiento y la del cabezal del pozo, hace que el petrleo y el gas disuelto

en ste lleguen a la superficie. Por su mecanismo y caractersticas de

funcionamiento, el empuje por capa de gas ofrece la posibilidad de una

extraccin primaria de petrleo de 15 a 25 %.

37

En estos casos el pozo productor debe completarse muy por debajo del

contacto gas - petrleo para evitar producir el gas libre de la capa de gas. Sin

embargo, al correr del tiempo y debido a la extraccin de crudo del yacimiento,

la presin disminuye paulatinamente y el volumen del casquete de gas

aumenta, por lo cual el nivel del contacto gas-petrleo baja. Este descenso del

contacto gas-petrleo hace que los pozos ubicados en la parte estructural ms

alta del yacimiento sean los primeros en producir gas del casquete. Esta

situacin empieza a manifestarse y a detectarse a travs del continuo y

sostenido incremento de la relacin gas petrleo producida.

4.1.2 Empuje de gas en solucin

En un yacimiento sub-saturado todo el gas que existe en el mismo se

encuentra disuelto en el petrleo pero a medida que la presin disminuye la

cantidad de gas que puede mantenerse en solucin tambin va disminuyendo

por lo que esa porcin de gas se va liberando y puede llegar a ocurrir que se

forme una fase continua compuesta por este gas liberado a tal punto de formar

una capa de gas.

38

Fig. 6 Mecanismo por empuje por gas en solucin

El petrleo crudo bajo ciertas condiciones de presin y temperatura en

los yacimientos puede contener grandes cantidades de gas disuelto. Cuando

la presin del yacimiento disminuye, debido a la extraccin de los fluidos, el

gas se desprende, se expande y desplaza el petrleo del yacimiento hacia los

pozos productores.

La eficiencia de este mecanismo de empuje depende de la cantidad de

gas en solucin, de las propiedades de la roca y del petrleo y de la estructura

geolgica del yacimiento. Los recobros que se logran son bajos en el orden de

un 10 a 30% del POES, debido a que el gas en el yacimiento es ms mvil que

la fase petrleo.

A medida que la presin declina, el gas fluye a una tasa o caudal ms

rpida que la del petrleo, provocando un rpido agotamiento de la energa del

39

yacimiento. La presin inicial del reservorio est sobre o igual a la presin de

burbujeo, por lo que se considera al yacimiento como subsaturado.

Eventualmente, a medida que se extrae petrleo, se manifiesta la presin de

burbujeo en el yacimiento y comienza a desarrollarse el casquete o capa de

gas en el yacimiento, inducida por la mecnica de flujo. Algunas veces la

presencia de agua en el fondo del yacimiento puede constituir un mecanismo

latente de expulsin y con el paso del tiempo puede hacer sentir su

contribucin, con lo cual se aumentara el porcentaje de extraccin del petrleo

en sitio. Los yacimientos con empuje por gas en solucin son usualmente

buenos candidatos para la inyeccin de agua.

4.1.3 Empuje por agua o hidrulico

Generalmente este mecanismo de empuje se presenta cuando existe

un acufero en el yacimiento en donde el volumen de petrleo es reemplazado

por agua lo que genera una fuerza constante, siendo este mecanismo de

produccin uno de los ms efectivos ya que la cada de presin en el

yacimiento no es tan pronunciada, adems de que se obtiene un alto factor de

recobro del yacimiento.

40

Fig. 7 Mecanismo por empuje por agua o hidrulico

El empuje por agua es considerado el mecanismo natural ms eficiente

para la extraccin del petrleo. En algunos yacimientos de empuje hidrulico

se pueden obtener eficiencias de recobro entre un 30 y 50% del petrleo

original in situ (POES).

Un yacimiento con empuje de agua tiene una conexin hidrulica entre

el yacimiento y una roca porosa saturada con agua denominada acufero, que

puede estar por debajo de todo el yacimiento o de parte de l. El agua en el

acufero est comprimida, pero a medida que la presin del yacimiento se

reduce debido a la produccin del petrleo, se expande y crea una invasin

natural de agua en el lmite yacimiento - acufero.

Este tipo de mecanismo requiere que se mantenga una relacin muy

ajustada entre el rgimen de produccin de petrleo que se establezca para el

41

yacimiento y el volumen de agua que debe moverse en el yacimiento. El frente

o contacto agua -petrleo debe mantenerse unido para que el espacio que va

dejando el petrleo producido vaya siendo ocupado uniformemente por el

agua. Por otro lado, se debe mantener la presin en el yacimiento a un cierto

nivel para evitar el desprendimiento de gas e induccin de un casquete de gas.

Los pozos se completan bastante por encima del contacto agua -

petrleo para evitar la produccin temprana de agua. Sin embargo, llegar una

fecha en que algunos pozos empezarn a mostrar un incremento paulatino de

produccin de agua y que de repente puede aumentar drsticamente.

4.1.4 Empuje por gravedad

Este mecanismo es caracterstico en aquellos yacimientos con gran

espesor o un alto buzamiento existe la posibilidad de que se produzca lo que

se conoce como segregacin gravitacional ya que por lo general el agua, el

petrleo y el gas poseen densidades diferentes, razn por la cual tienden a

separarse y formar capas en donde se acumulan cada uno de los elementos

en este caso de la forma agua-petrleo-gas.

42

Fig. 8 Mecanismos por empuje gravitacional

Generalmente, los estratos tienen una cierta inclinacin o buzamiento

que de un punto a otro crea un desnivel. Este buzamiento se expresa en

grados y puede ser muy pequeo, 2, o puede ser muy empinado, 45 o ms.

Mientras ms alto sea el buzamiento, mayor oportunidad tendr el petrleo de

escurrirse buzamiento abajo.

Puede ser un mtodo primario de produccin en yacimientos de gran

espesor que tienen una buena comunicacin vertical y que tienen un marcado

buzamiento.

El drenaje por gravedad es un proceso lento porque el gas debe migrar

a la parte ms alta de la estructura o al tope de la formacin para llenar el

espacio formalmente ocupado por el petrleo y crear una capa secundaria de

gas.

43

4.1.5 Expansin de roca y los fluidos

Al pozo estar en produccin, se incrementa la diferencia entre la presin

de sobrecarga y la presin de poro, lo que ocasiona una reduccin del volumen

poroso del yacimiento y la expansin o cambio en el volumen de los fluidos

presentes.

Este tipo de mecanismo no importa si la presin del yacimiento se encuentra

por encima o por debajo de la presin de burbujeo. Este se ve influenciado

principalmente por fuerzas como: fuerzas capilares, fuerzas gravitacionales, y

fuerzas viscosas debidas a los diferenciales de presin y a potenciales de flujo.

Por tal motivo se explica que:

Compresibilidad de la roca (formacin): Corresponde al cambio de

volumen poroso (disminucin) con respecto a una diferencia de presin

existente ya sea por la perforacin de un pozo o disminucin de la

sobrecarga sobre la formacin.

Compresibilidad de los fluidos: como todo fluido real al existir un cambio

en la presin del yacimiento existe una expansin o un cambio en el

volumen del fluido debido a esta diferencia de presin para los lquidos

ocurre en menor magnitud que en los gases.

44

Fig. 9 Mecanismo por expansin de roca y los fluidos

La expansin de la roca y los fluidos es considerada un mecanismo de

expulsin de hidrocarburos muy importante, en especial si se trata de un

yacimiento subsaturado (sin empuje de agua y con presin superior a la de

burbujeo).

Esto se debe a que al comenzar la produccin del yacimiento y

manifestarse la cada de la presin tanto la roca como los fluidos se expanden.

Por un lado la expansin de la roca provoca una disminucin del volumen

agregado de poros interconectados, y por el otro la expansin de los fluidos

tiende a contrarrestar el vaciamiento ocurrido por la produccin de fluidos, la

cual fue causada por la cada de la presin.

Ambos efectos concurren en la misma direccin, es decir expulsan

fluidos del volumen de poros interconectados.

Comportamiento de la presin en funcin del factor de recobro con los

distintos mecanismos de produccin

45

Fig. 10 Muestra de la eficiencia de cada mecanismo de produccin natural

4.2 Mecanismo de produccin incluidos

4.2.1 Inyeccin de fluidos

Este mecanismo se aplica cuando los mecanismos de produccin

natural ya no son eficiente (perdida de la presin del yacimiento), por lo que

constituye un mecanismo secundario (artificial) para restablecer la presin del

yacimiento que se ha perdido debido al tiempo de produccin. Este consiste

en inyectar agua por debajo de la capa de petrleo o inyectar gas por encima

de la misma o en algunos casos ambas, de manera tal que funcione como un

mecanismo de desplazamiento y mantenga la presin.

46

Fig. 11 Inyeccin de agua o gas

Fig. 12 Proceso de recuperacin con inyeccin de Agua o CO2

47

5. MTODO DE PRODUCCIN

5.1 Levantamiento artificial por gas (Gas LIFT)

Es un mtodo de produccin que consiste en inyectar gas a alta presin

por el espacio anular existente entre la tubera de produccin y el revestidor o

a travs de la tubera de produccin para aligerar o desplazar la columna de

fluido, reduciendo su peso. De esta manera la energa del yacimiento ms la

energa externa proporcionada por el gas inyectado ser suficiente para

transportar los fluidos desde el subsuelo hasta la superficie.

A nivel de yacimiento, a medida que la produccin avanza y la presin

disminuye el gas en solucin se va liberando y el fluido se hace ms denso

originando una presin diferencial entre el yacimiento y el fondo del pozo que

permita que esta fluya. A medida que el fenmeno ocurre la presin diferencial

puede ser mantenida si complementamos el gas liberado con el gas inyectado.

Lo cual es el fundamento principal del levantamiento artificial por gas o gas lift.

Este mtodo es posible por la combinacin de los siguientes procesos:

Reduccin del gradiente de los fluidos.

Expansin del gas inyectado.

Arrastre de los fluidos por expansin del gas.

Rango de aplicacin

Crudos medianos y livianos.

RGP (razn gas petrleo) entre 500 y 1500 PCN/BN.

Profundidades moderadas hasta 10000 pies y aplicacin a altas

temperaturas.

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Utilizado en pozos desviados y completaciones mltiples.

Ventajas

El costo inicial de los equipos de subsuelo es menor que en los otros

sistemas de levantamiento artificial.

Es el ms flexible entre todos los sistemas de LA, los equipos instalados

en el pozo son capaces de levantar volmenes desde unos pocos BN

hasta varios miles de BD sin necesidad de hacer cambios grandes en

el sistema.

La produccin de arena en el pozo no afecta a los equipos de

levantamiento artificial en el subsuelo.

El nmero relativamente pequeo en las vlvulas de LAG les permite

una vida de servicio muy larga en comparacin con los otros mtodos

de levantamiento artificial.

El LAG no es afectado de manera adversa por la desviacin del hoyo.

El gas utilizado en LAG es ideal para suplementar el gas de la formacin

y levantar los fluidos en pozos con RGP relativamente altas.

El LAG tiene generalmente los menores costos operacionales entre

todos los sistemas de levantamiento artificial.

Puede ser utilizado en pozos desviados y en terminaciones mltiples.

Por el poco espacio que ocupa en la locacin puede ser usado en

plataformas marinas offshore.

Se pueden producir varios pozos desde una sola planta o plataforma.

Desventajas

Indispensable disponer de una fuente accesible de gas natural.

A veces el tiempo de entrega de los compresores puede ser bastante

largo.

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La distancia grande entre los pozos puede hacer aumentar el costo del

sistema de distribucin y recoleccin de gas.

No es recomendable en instalaciones con revestidores muy viejos y

lneas de flujo muy largas y de pequeo dimetro.

Su diseo es laborioso.

Limitaciones

Es necesaria una fuente de gas de adecuado volumen, alta presin,

seco, no corrosivo y limpio durante toda la vida del sistema.

Es favorable una baja contrapresin y necesaria una buena data para

el diseo y espaciamiento de las vlvulas.

Las restricciones de tuberas son las siguientes: revestidores de 4,5 y

5,5 pulgadas con eductor de 2 pulgadas. Limita las tasas 16 API o viscosidades

menores de 2cps.

Problemas con el congelamiento y formacin de hidratos.

Problemas de slidos en las lneas de inyeccin

Dificultad para analizar sin supervisin de ingeniera.

Problemas de seguridad en reas urbanas, manejo de gas a alta

presin

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Si el gas de levantamiento es corrosivo es indispensable tratarlo

correctamente antes de ser utilizado. En algunos casos los costos de

tratamiento pueden resultar antieconmicos.

5.1.1 Tipos de levantamiento artificial por gas

Existen dos tipos bsicos de levantamiento artificial por gas:

LAG Continuo: donde se inyecta gas en forma continua en la columna

de fluido para levantarla bajo condiciones de flujo continuo.

LAG Intermitente: donde se inyecta gas en forma cclica en la columna

de fluido para levantarla en flujo intermitente, es decir, en forma de

tapones de lquido.

Fig. 13 Tipos de levantamiento artificial por gas

5.1.2 Inyeccin de gas por flujo continuo

Es una tecnologa que se basa en la inyeccin continua de gas natural

a alta presin, con la finalidad de aumentar la recuperacin de crudo. El gas

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inyectado se mezcla con los fluidos de formacin en la tubera, reduciendo la

densidad de la columna. Tanto la profundidad de las vlvulas as como el

volumen de gas dependen de las caractersticas propias de cada pozo.

En este tipo de levantamiento, el gas se inyecta a la corriente de fluido

por una vlvula de levantamiento artificial por gas y levanta los lquidos a la

superficie por los mecanismos siguientes:

El peso de la columna de fluido se reduce, ya que el gas comienza a

ocupar volumen en la tubera de produccin.

A medida que el gas se desplaza rpidamente hacia la superficie, el

diferencial de presin incrementa y por lo tanto, sigue expandindose y

a la vez reduciendo an ms la densidad fluyente del fluido.

El gas sigue expandindose, se junta con otras burbujas de gas

creando bolsillos cada vez ms grandes de gas, hasta llegar a la

superficie. Es posible que el gas y el petrleo estn fluyentes en

tapones separados.

Fig. 14 Inyeccin de gas por flujo contino

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Rango de aplicacin

Se utiliza en pozos con alta a mediana energa (presiones estticas

mayores a 150 lpc/1000 pies).

Alta a mediana productividad (preferentemente ndices de productividad

mayores a 0,5 bpd/lpc).

Capaces de aportar altas tasas de produccin (mayores de 200 bpd).

La profundidad de inyeccin depender de la presin de gas disponible

a nivel de pozo.

5.1.3 Inyeccin de gas por flujo intermitente

Consiste en inyectar gas de alta presin a la tubera, en un perodo de

tiempo corto y de una manera ms rpida que la usada en la inyeccin

continua. Posteriormente, tras un tiempo de reposo sin inyeccin, se repite el

ciclo. El tiempo de reposo, permite que se acumule suficiente crudo por encima

de la vlvula de inyeccin. Este mtodo se utiliza generalmente para pozos

con poco aporte del yacimiento, pues est diseado para pozos de bajo caudal

que produzcan menos de 100 barriles diarios. En el levantamiento artificial por

gas intermitente, la vlvula operadora de levantamiento artificial por gas

permanece cerrada hasta que la presin alcanza la presin de operacin de la

vlvula.

En el momento que se alcanza la presin de operacin, la vlvula de

levantamiento artificial por gas se abre rpidamente, permitiendo que el gas

entre a la tubera de produccin a una tasa de flujo muy alta. Este tapn de

gas entra al pozo a alta velocidad, comienza inmediatamente a empujar a los

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lquidos que se encuentran por delante, y los expulsa rpidamente de la

tubera de produccin.

Rango de aplicacin

Se aplica en pozos de mediana a baja energa (presiones estticas

menores a 150 lpc/1000 pies)

Pozos de mediana a baja productividad (ndices de productividad

menores a 0,3 bpd/lpc) que no son capaces de aportar altas tasas de

produccin (menores de 100 bpd).

Ciclos de LAG

Influjo: inicialmente la vlvula operadora est cerrada, la vlvula de

retencin en el fondo del pozo se encuentra abierta permitiendo al

yacimiento aportar fluido hacia la tubera de produccin. El tiempo

requerido para que se restaure en la tubera de produccin el tamao

de tapn adecuado depende fuertemente del ndice de productividad

del pozo, de la energa de la formacin productora y del dimetro de la

tubera.

Levantamiento: una vez restaurado el tapn de lquido, la presin del

gas en el anular debe alcanzar a nivel de la vlvula operadora, el valor

de la presin de apertura(Pod) inicindose el ciclo de inyeccin de gas

en la tubera de produccin para desplazar al tapn de lquido en contra

de la gravedad, parte del lquido se queda rezagado en las paredes de

la tubera (liquid fallback) y cuando el tapn llega a la superficie, la alta

velocidad del mismo provoca un aumento brusco de la Pwh.

Estabilizacin: al cerrar la vlvula operadora por la disminucin de

presin en el anular el gas remanente en la tubera se descomprime

progresivamente permitiendo la entrada de los fluidos del yacimiento

hacia el pozo nuevamente

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Fig. 15 Tiempos del Ciclo de LAG Intermitente

5.2 Bombeo electrosumergible (BES)

Es un sistema de levantamiento artificial que emplea la energa elctrica

convertida en energa mecnica para levantar una columna de fluido desde un

nivel determinado hasta la superficie, descargndolo a una determinada

presin. ste ha probado ser un sistema artificial de produccin eficiente y

econmica. En la actualidad ha cobrado mayor importancia debido a la

variedad de casos industriales en los que es ampliamente aceptado.

En Venezuela, el primer pozo completado por BES fue en Barinas en el

ao 1958, con el pozo Silvestre14 (Corpoven S.A.) y, desde esta fecha hasta

el da de hoy, se han dado importantes cambios en este tipo de levantamiento

artificial.

Tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservorio hasta

la superficie, mediante la rotacin centrfuga de la bomba electrosumergible.

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

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para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y

conducida a travs del cable de potencia hasta el motor.

El Sistema Bombeo Electrosumergible (BES), representa uno de los

mtodos ms automatizables y fcil de mejorar, y est constituido por equipos

complejos y de alto costo, por lo que se requiere, para el buen funcionamiento

de los mismos, de la aplicacin de herramientas efectivas para su supervisin,

anlisis y control.

El sistema de bombeo electrosumergible consta de varios componentes

principales, incluyendo equipos de fondo y equipos de superficie. Los equipos

de fondo consisten bsicamente de una bomba centrfuga multi etapa, cuyo

eje est conectado a un motor elctrico sumergible a travs de una seccin

sellante, el cable se sujeta a la tubera mediante bandas metlicas flexibles o

protectores de cable. La entrada del fluido a la bomba se efecta a travs del

separador de gas, dispuesto en la parte inferior de la bomba.

Los equipos de superficie incluyen cabezal de pozo, caja de venteo,

transformador de corriente y variador de frecuencia.

Como equipo opcional est el sensor de fondo cuya funcin es medir

los valores de presin y temperatura del fondo. En su posicin de

funcionamiento, los equipos de fondo de pozo estn suspendidos de la tubera

de produccin y sumergidos en los fluidos del pozo

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Fig. 16 Mtodo de levantamiento por Bombeo Electrosumergible (B.E.S.)

Fig. 17 Componentes del Bombeo Electrosumergible (B.E.S)

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El bombeo eletrosumergible se basa en la utilizacin de una bomba de

subsuelo de tipo centrfuga la cual es accionada por un motor elctrico ubicado

igualmente en el fondo del pozo, permitiendo levantar los fluidos producidos

hasta la superficie.

El equipo de bombeo electrosumergible consta de una bomba

centrfuga de varias etapas, cuyo eje est conectado directamente a travs de

una seccin protectora a un motor elctrico sumergible.

El cable se sujeta a la tubera mediante bandas metlicas flexibles

colocadas cada 12 15 pies o mediante protectores de cable ubicados en

cada una de las juntas de la completacin. La entrada de fluido a la bomba se

efecta a travs de la seccin de entrada o separador de gas, dispuesto en la

parte inferior de la bomba.

Rango de aplicacin

Es aplicable a crudos de cualquier tipo, con los accesorios apropiados

para cada caso.

Pozos profundos, profundidades hasta de 12500 pies.

Caudales desde 200 BN/das hasta 100000 BN/das.

Elevada relacin gas petrleo (RGP) hasta 2500 PCN/BN.

Ventajas

Puede levantar volmenes extremadamente altos (10000 bpd) en

pozos someros con revestidor grande.

No presenta problema con hoyos desviados.

Los costos de levantamiento para grandes volmenes son muy bajos.

Diversidad de Tamaos.

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Se pueden instalar fcilmente sensores de presin en el hoyo para ser

medidos en superficie.

No dispone de partes mviles en superficie, siendo muy conveniente en

reas urbanas no causa destrucciones.

Fcil para aplicar tratamientos contra la corrosin y formacin de

escamas.

Se aplica en pozos de petrleo pesado, viscoso.

Fcil de instalar y operar.

Desventajas

Es imprescindible disponer de una fuente de corriente elctrica.

Se requieren altos voltajes ( +/- 10000 voltios).

No es prctico en pozos someros de baja productividad.

Los cables causan problemas en el manejo de la tubera.

Los cables se deterioran al estar expuestos a altas temperaturas.

La produccin de slidos es problemtica.

No se recomienda en profundidades mayores de 10000 pies debido al

costo del cable y a la dificultad de instalar suficiente potencia en el fondo

del pozo.

El anlisis no es fcil.

Inversin inicial muy alta.

Para reparar los componentes del equipo de subsuelo se requiere sacar

todo el sistema usando una torre de reacondicionamiento.

5.3 Bombeo por cavidad progresiva (BCP)

El Bombeo por Cavidad Progresiva proporciona un mtodo de

levantamiento artificial que se puede utilizar en la produccin de fluidos muy

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viscosos y posee pocas partes mviles por lo que su mantenimiento es

relativamente sencillo.

En este mtodo se emplea una bomba de desplazamiento positivo en

el fondo del pozo, la cual es accionada por un motor elctrico colocado en

superficie y est constituido por dos engranajes helicoidales (en forma de

hlices), uno dentro del otro, que giran alrededor de sus ejes, paralelos pero

separados entre s. El engranaje externo se denomina estator, tiene un diente

ms que el interno, denominado rotor. Esta geometra de tipo helicoidal

permite la formacin de cavidades entre ambos elementos. Estas cavidades

se llenan de fluido, el cual es desplazado desde la succin a la descarga de la

bomba.

El rotor est diseado de acero endurecido con una capa de cromo para

hacerlo resistente a la abrasin generada por el transporte de fluidos que

contienen partculas slidas y para reducir el coeficiente de friccin entre el

rotor y el estator.

El estator, es una rosca de dos entradas y siendo externamente tubular

e internamente recubierto por elastmero moldeado. El elastmero se

selecciona para elaborar el revestimiento interno del estator, lo que provee

elasticidad y resistencia a la deformacin y depende de las condiciones y los

fluidos a los que se encuentran expuestos. El estator s colocado al final de la

sarta de la tubera de produccin.

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Fig. 18 Componentes de suelo y subsuelo de sistema de B.C.P

Rango de aplicacin

Es aplicable desde crudos pesados de 8,5 API hasta crudos de 30

API.

Viscosidades desde 5 cP a 130 F hasta 10000 cPs.

Profundidades hasta 6500 pies.

Caudales desde 50 BN/das hasta 3000 BN/das.

Temperaturas hasta 250 F.

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Ventajas

Capacidad para manejar fluidos muy viscosos, con altos contenidos de

arena y alto porcentaje de gas libre (80 %) a condiciones de entrada de

la bomba.

Bajos costos.

Bajo consumo de energa.

Fcil instalacin.

Mnimo mantenimiento.

Desventajas

En crudos altamente viscosos solo puede manejar caudales menores a

1000 BN/da.

El elastmero es susceptible a las altas temperaturas.

El contenido de aromticos, CO2 y H2S afecta la integridad del

elastmero.

Requiere de taladro para el cambio de equipos de subsuelo.

5.4 Bombeo mecnico (Balancn)

Consiste en una bomba de subsuelo de accin reciprocante, 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.

Componentes de superficie y subsuelo del bombeo mecnico:

Superficie: motor, unidad de bombeo, cabezal de pozo y prensa

estopa.

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Subsuelo: tubera de produccin, ancla de tubera, sarta de

cabillas, bomba de subsuelo y ancla de gas.

Fig. 19 Mtodo de levantamiento por Bombeo Mecnico (B.M.)

La bomba se baja dentro la tubera de produccin y se asient