( 29 marzo 2009 )

29 marzo 2009
YACIMIENTOS VOLÁTILES
La alta volatilidad de estos yacimientos se debe al aumento de la temperatura del
yacimiento, aproximándose en algunos casos a 500 F y debido al alto contenido de
componentes como propano y butano.
Jacoboy y Berry definen el yacimiento de petróleo volátil como el que contiene
proporciones relativamente altas de componentes ente etano y decano a temperaturas de
yacimiento cerca o mayor de 250 F, además, posee un alto factor volumétrico del
petróleo y una gravedad de petróleo fiscal por encima de 45 API.
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS (III)
EQUIPOS DE SUPERFICIE
PLANTA COMPRESORA
Representa la fuente de gas para un caso típico de LAG, esta planta compresora
recibe el gas a una baja presión y lo descarga a una presión muy por encima de ésta,
a la red de distribución. La planta compresora puede ser centrífuga (turbina) o
recíproca (motocompresor).
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
La distribución del gas puede ser de dos maneras:
1. Directamente de la descarga del compresor, de un suplidor de gas o de un punto
de distribución múltiple para cada pozo.
2. Una línea de distribución troncal con distribución individual para cada pozo.
EQUIPO DE MEDICIÓN Y CONTROL
Reguladores de flujo y registradores, válvulas de bloque, entre otros. A lo largo del
recorrido existen sitios estratégicos donde se colocan válvulas y medidores de
presión y flujo que permiten llevar un control y monitoreo del sistema.
RED DE RECOLECCIÓN DE FLUIDOS A BAJA PRESIÓN
Es el separador general de producción que separa la fase liquida de la gaseosa,
donde posteriormente la fase liquida es transportada a los tanques de
almacenamiento.
EQUIPOS DE SUBSUELO
MANDRILES
Forman parte de la sarta de producción, y es en ellos donde se instalan las válvulas
para levantamiento. Se clasifican, de acuerdo alojamiento de las válvulas, en:
• Mandril convencional: La válvula se enrosca fuera del mandril
.
• Mandril concéntrico: La válvula va instalada en el centro del mandril.
• Mandril de bolsillo interior: Posee en su interior un receptáculo para alojar la
válvula para que de esta manera que no entorpezca el paso de los fluidos.
VÁLVULAS
Son reguladores de presión de fondo, su función primordialmente es regular el paso
del gas, generalmente la entrada desde el anular hacia el eductor. Prácticamente
todas las válvulas LAG utilizan el efecto de presión actuando sobre el área de un
elemento de la válvula (fuelle, punta del vástago, etc.) para provocar la acción
deseada. El conocimiento de presión, fuerza y área se requiere para comprender la
operación de la mayoría de las válvulas.
REFERENCIAS GRÁFICAS
1. Levantamiento Artificial por Gas para Ingenieros. Curso, 1997.
2. Trabajo Especial de Grado realizado por Jesús R. Solórzano Cheng.
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS (II)
CONDICIONES DE APLICACIÓN
FLUJO CONTINUO
Las condiciones que favorecen la aplicación del flujo continuo son las siguientes:
• Baja densidad del petróleo.
• Alta tasa de producción.
• Alta presión de fondo.
• Alta relación gas-liquido del yacimiento.
• Se puede aplicar en pozos con alta producción de arena.
• Diámetro pequeño de la tubería.
FLUJO INTERMITENTE
Las condiciones que lo favorecen son las siguientes:
• Alta densidad del petróleo.
• Baja tasa de producción.
• Baja relación gas-petróleo del yacimiento.
• Pozos sin producción de arena.
• Baja presión de fondo con bajo índice de productividad.
• Baja presión de fondo con alto índice de productividad.
• Pozos moderadamente profundos con bajo nivel de fluido.
INSTALACIONES CONVENCIONALES
INSTALACIONES ABIERTAS
La sarta de tuberías está suspendida dentro del pozo, sin válvulas estacionarias ni
empacaduras. El gas es inyectado por el espacio anular y los fluidos se producen por
la tubería eductora. Muy pocas veces se recomienda su uso al menos que una
empacadura no pueda ser usada debido a problemas de arenas u otras dificultades.
INSTALACIÓN SEMI-CERRADA
Es similar a la descrita anteriormente, con la diferencia sólo que se instala una
empacadura que sella la comunicación entre la tubería productora y el espacio
anular. Se utiliza tanto para flujo continuo, como intermitente.
INSTALACIÓN CERRADA
Este tipo de instalación es parecida a la semi-cerrada, excepto que se instala una
válvula fija en la sarta de producción. La función de la válvula fija es prevenir que la
función del gas actué contra la formación.
INSTALACIONES NO CONVENCIONALES
INSTALACIÓN CON CÁMARA DE ACUMULACIÓN DE LÍQUIDO
Son ideales para pozos con baja presión de fondo y alto índice de productividad. Las
cámaras permiten las menores presiones de fondo fluyente.
INSTALACIÓN CON PISTÓN VIAJERO
El pistón tiene una válvula de retención, que abre cuando golpea en superficie y
cierra cuando golpea en el fondo. Durante el tiempo que el pistón esta en el fondo,
el líquido sube por encima de él. Al abrir la válvula de LAG, el gas levanta el pistón y
éste el líquido, hasta la superficie.
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS (I)
Generalmente, existen pozos que dejan de producir de manera natural pero sin
embargo su producción puede ser retomada mediante diferentes métodos de
levantamiento artificial, entre los cuales se encuentra el levantamiento artificial por
gas (LAG), el cual consiste en inyectar gas a presión en la tubería para lograr
aligerar la columna de petróleo y así hacerlo llegar a la superficie. El LAG es
considerado uno de los métodos más efectivos para producir crudos livianos,
mediados y pesados.
El gas inyectado desplaza el fluido hasta la superficie mediante uno de los
siguientes mecanismo o por una combinación de ellos:



Reducción de presión que ejerce el fluido en la tubería de producción.
Expansión del gas inyectado.
Desplazamiento del fluido por alta presión del gas
Este método tiene como objetivos:



Arrancar los pozos que producen por flujo natural.
Incrementar la producción de los pozos que declinan naturalmente, pero
que aun produce.
Descargar los fluidos de los pozos de gas.
TIPOS DE LAG
FLUJO CONTINUO
Consiste en inyectar los fluidos de manera constante hacia la columna de los fluidos
producidos por el pozo. Este gas inyectado se une al producido por la formación,
reduciendo la densidad de la columna para levantar el fluido hasta la superficie. La
profundidad de las válvulas y el volumen de gas va a depender de las características
propias de cada pozo.
En la inyección continua de gas o flujo continuo tiene como propósito aligerar una
columna de fluido mediante la inyección de gas por un punto de la tubería de
producción. Esto causa el aumento gas-liquido por encima del punto de inyección.
Se utiliza en pozos con un índice de productividad alto y con una presión de fondo
alta, también se utiliza en pozos con producción de arena y pocos profundos. Este
es método de levantamiento más próximo al comportamiento de un pozo en flujo
natural, la diferencia radica en poder controlar la relación gas-liquido en la tubería
de producción.
FLUJO INTERMITENTE
Inyección de un gas a intervalos regulares, para desplazar los fluidos hacia la
superficie en forma de tapones de líquidos. La frecuencia de inyección de gas
depende del tiempo en que tarda el tapón de líquido en acumularse en la tubería, y
así mismo el tiempo que dura la inyección de gas depende del tiempo requerido
para que dicho tapón llegue a la superficie.
En este método una válvula con un orificio de gran tamaño permite pasar un
volumen alto de gas a la tubería, originando el levantamiento del fluido acumulado
por encima de la válvula para lograr que se desplace más rápido. Se usa en pozos
con un alto o bajo índice de productividad pero con una baja presión de fondo.
FLUJO CONTINUO EN TRES ETAPAS
Mediante este método el líquido es levantado en forma continua en su primera
etapa hasta una altura inferior al cabezal de pozo. Luego por dos procedimientos
adicionales el líquido es expulsado hasta la superficie.
FLUJO PISTÓN
Se diferencia del flujo intermitente básicamente en la existencia de dos o más
tapones de fluido en la tubería al mismo tiempo, por ende requiere de una menor
cantidad de gas que la usada en el flujo continuo o intermitente.
Métodos para la extracción de petróleo
Método a percusión:
Se utiliza un trépano pesado, unido a una barra maestra que aumenta su peso, que
se sostiene con un cable de acero conectado a un balancín, el cual le proporciona un
movimiento de ascenso y descenso, al ser accionado por un motor.
Periódicamente se retira el trépano para extraer los materiales o ripios, con una
herramienta llamada cuchara.
Por su lentitud, actualmente ha caído en desuso, empleándose únicamente para
pozos poco profundos.
Método a rotación:
El trépano, que es hueco, se atornilla a una serie de caños de acero que forman las
barras de sondeo, que giran impulsadas por la mesa rotativa, ubicada en la base de
la torre, y unida por una transmisión a cadena con los motores del cuadro de
maniobras.
La mesa rotativa tiene en su centro un agujero cuadrado, por la cual se desliza una
columna de perforación de la misma sección, que desciende conforme avanza el
trépano.
Se inicia la perforación con el movimiento de la mesa rotativa, hasta que resulte
necesario el agregado de nuevas barras de sondeo, que se enroscan miden
aproximadamente 9 m.
La operación se repite todas las veces necesarias.
Los detritos son arrastrados hasta la superficie mediante el bombeo de una
suspensión densa, la inyección formada por una suspensión acuosa de una arcilla
especial, llamada bentonita que los técnicos analizan constantemente. Además este
lodo cumple otras 2 funciones importantes: Revoca las paredes de la perforación,
evitando o previniendo derrumbes; y refrigera al trépano, que se calienta en su
trabajo de intenso desgaste.
Perforación submarina:
Otro método para aumentar la producción de los campos petrolíferos es la
construcción y empleo de equipos de perforación sobre el mar (ha llevado a la
explotación de más petróleo). Estos equipos de perforación se instalan, manejan y
mantienen en una plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una
profundidad de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser flotante o
descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y resiste a las olas, el viento y,
en las regiones árticas, los hielos. La torre sirve para suspender y hacer girar el tubo
de perforación, en cuyo extremo va situada la broca; a medida que ésta va
penetrando en la corteza terrestre se van añadiendo tramos adicionales de tubo a la
cadena de perforación. La fuerza necesaria para penetrar en el suelo procede del
propio peso del tubo de perforación.
Natural:
Tres son las causas que pueden originar la surgencia natural.
1. La presión del agua subyacente, que al transmitirse al petróleo, lo obliga a subir.
Es la más efectiva.
La presión del gas libre que cubre al petróleo, que se transmite a éste y lo impulsa
en su ascenso.
Cuando no existe gas libre y el agua no tiene presión suficiente o tampoco existe, al
disminuir la presión por la perforación del pozo, el gas disuelto en el petróleo se
desprende y al expandirse lo hace surgir. Es la menos efectiva de las tres.
Artificial:
Puede lograrse por dos métodos:
Inyección a presión de agua, gas o aire.
Bombeo mecánico con bombas aspirantes de profundidad, accionadas por gatos de
bombeo. Por lo general se efectúa el bombeo simultáneo de una serie de pozos
vecinos, conectando sus gatos de bombeo mediante largas varillas de acero, a un
excéntrico que se hace girar en una estación central.
Bombo hidráulico, inyectando petróleo a presión que regresa a la superficie
bombeado; y bombeo centrífugo, con bombas centrífugas de varias etapas, ubicadas
cerca del fondo del pozo y accionadas por motores eléctricos controlados desde la
superficie.
Separación del gas
Se efectúa en una batería de tanques, en los cuales, por simple reposo el gas se
separa espontáneamente.