Criterios Para La Selección de Los Sistemas Artificiales de Producción

Criterios para la selección de los sistemas artificiales de producción Sistema

Equipos de Fondo

Eficiencia

Flexibilidad

Bombeo Neumático Continuo (BNC)

Esencial un buen diseño de válvulas y espaciamiento de mandriles. Costos bajos de equipos de fondo (válvula y mandriles). Válvulas pueden ser retiradas con línea de acero

Moderada: aumenta en pozos que requieren bajos gastos de gas de inyección. Baja en pozos que requieren altos gastos de gas de inyección o en pozos con altos cortes de agua mayor al 50%. Se ubica entre 5 y 30%.

Excelente: Gastos de aceite pueden variarse modificando el gasto de inyección, se requiere de una buena selección de tamaño de TP. En caso de manejar altos gastos o pozos profundos, se requieren equipos adicionales de compresión o de gran robustez.

Bombeo Mecánico Se requiere un buen diseño Eficiencia del sistema Excelente: pueden Convencional de varillas y el uso de excelente. Eficiencias variarse velocidad y (BMC) buenas prácticas que se pueden alcanzar longitud de la carrera, operacionales. La bomba de fondo se puede cambiar con camión varillero.

entre 50 y 60%, podría ser mayor en condiciones muy especiales.

tamaño del pistón y tiempo producción para controlar gastos.

Bombeo Electo Se requiere de una Buena para pozos con Moderada a centrifugo (BEC) apropiada selección de altos gastos (> 60%) en generalmente

Bombeo Hidráulico (BHJ)

Jet

cable, motor, bomba y sello, Esencial un buen diseño y buenas prácticas operacionales.

algunos casos, pero disminuye significativamente para pozos con gas.

No posee partes móviles lo cual le da robustez al equipo.

Equipo de muy baja eficiencia debido a la gran potencia que se le suministra al equipo de fondo y lo poco que se transfiere al fluido de producción. Su eficiencia se encuentra entre 10 y 30%.

buena: las bombas operan a velocidad controlada y con un rango de gasto de aceite limitado por empuje de bomba. Se requiere de diseño muy preciso en cuanto a capacidad. Variadores de velocidad mejoran la flexibilidad, pero incrementan los costos.

Buena, el equipo de fondo puede ser inestable y fácil reemplazo permitiendo producir un amplio rango de gastos. El gasto y la presión del fluido motriz pueden ajustarse acorde a los gastos de producción.

Bombeo de Importante la selección del El equipo con mejor Excelente: se puede Cavidades elastómero, debe ser eficiencia hidráulica un cambiar velocidades de Progresivas (BCP) compatible con fluidos de buen diseño puede rotación en la superficie; producción, se requiere un buen diseño de varillas.

Sistema

Corrosión

Desviación del pozo

llegar a sobrepasar el 70%, su rango típico está entre 40 y 70%.

se puede cambiar la bomba de fondo tipo insertables.

Manejo de Parafinas

Manejo de Asfáltenos

Manejo de Sólidos/arena

Bombeo Neumático Continuo (BNC)

Bueno Tratamiento Excelente con inhibidor  Algunos aplicado en la problemas de inyección de gas línea de acero en pozos de hasta 70° de desviación para recuperar las válvulas

Bueno Tratamiento con inhibidor aplicado en la inyección de gas

Regular: Inyección continua de dispersante de asfáltenos desde el fondo del pozo aplicado por la inyección de gas.

Excelente Los problemas de flujo son en la entrada y superficie. Límite típico es de 0.1% de arena para evitar los problemas de entrada y salida.

Bombeo Mecánico Convencional (BMC)

Buena a excelente. Razonable Usando materiales  Aumento la carga resistentes a la y los problemas corrosión en la por desgaste. construcción de Pozos con alto bombas de fondo. ángulo de desviación y horizontales. Hay cierto éxito en este sistema en 15°/100 ft utilizando rodillos.

Regular a Bueno Tratamiento con agua o aceite caliente.

Regular: Inyección continua de dispersante de asfáltenos desde el fondo del pozo por espacio anular.

Pobre a Regular Puede ser capaz de manejar hasta 0.1% arenas con bomba especial de la producción total, mayor a eso se requiere instalar un cedazo por debajo de la bomba

Bombeo Electo centrifugo (BEC)

Razonable Tratamiento con inhibidor solo a la entrada de la bomba con un capilar

Regular Tratamiento con agua o aceite caliente o inyección de inhibidor por capilar.

Regular: Inyección continua de dispersante de asfáltenos desde el fondo del pozo por medio del capilar.

Pobre Requiere 200 cp). Disminuye a

Rangos máximos de operación criterios de Petróleos Mexicanos (PEMEX). CRITERIOS Profundidad (m)

BM 2500

BCP

BNC

BHJ

BEC

1524

3500

4500

5000

ngulo 15 (grados/ 328 m)

15

50

20

35

Temperatura de Operación (°C)

200

120

200

170

200

Gasto (bpd)

1500

1000

3000

4000

15000

200

350

350

200

RGA (m3/m3) 200

Corte de 90 Agua (%)

90

50

90

90

°API

>8

>8

>15

>8

>10

IP (psi/bpd)

9

12

15

7

10

Mo (cP)

Bueno

Excelente

Pobre

Bueno

Bueno

Manejo de Bueno Corrosión (% CO2, H2S)

Regular

Bueno

Excelente

Bueno

Manejo Gas

de Regular

Pobre

Excelente

Regular

Pobre

Manejo Sólidos

de Pobre

Regular

Bueno

Regular

Pobre

L. A.

Hidraul. / L.A.

Reparar

Gas

Gas Eléctrico

Eléctrico

Bueno

Excelente

Bueno

Excelente

Servicio pozos

a Repara / C. V. Repara / C.V.

Movimiento Primario Aplica Mar

Gas Eléctrico

en No

/

Gas Eléctrico

/

/

Eficiencia del Sist. (%)

Bueno

Bueno

Pobre

Pobre

Regular

Costos Operativos

Bajos

Bajos

Bajos

Moderado

Altos

Ventajas BOMBEO NEUMÁTICO CONTINUO

Inversiones bajas para pozos profundos.

Desventajas Requiere una fuente continua de gas.

Bajos costos en pozos con elevada producción de arena.  Altos costos de operación cuando se manejan gases amargos. Flexibilidad operativa al cambiar condiciones de producción.  Altos costos de operación si el gas es comprado Las válvulas pueden ser recuperadas con línea de acero. Se requieren niveles de líquido altos. El equipo superficial puede centralizarse en una estación. Se requiere alimentación de gas a alta presión.

Se requiere alimentación de gas a alta presión.

BOMBEO NEUMÁTICO INTERMITENTE

Capaz de producir grandes volúmenes de fluidos.

La TR debe soportar una alta presión del gas

Inversiones bajas para pozos profundos.

Requiere una fuente continua de gas.

Bajos costos en pozos con elevada producción de arena Flexibilidad operativa al cambiar condiciones de producción.

Los ritmos reducidos.

de

producción

son

Su eficiencia es muy baja (10% 15%).

 Adaptable a pozos desviados. El equipo superficial puede centralizarse en una estación

Mayor cantidad de gas para producir un barril

Su vida útil es mayor que la de otros sistemas.

Se requiere alimentación de gas a alta presión

Las válvulas pueden ser recuperadas con línea de acero, por lo que las reparaciones son baratas

La TR debe soportar una alta presión del gas.

BOMBEO MEC NICO Baja inversión para producción de volúmenes

Inversiones altas para producciones altas, así como para profundidades medias y profundas.

bajos y profundidades someras a intermedias (2400m). Permite producir con niveles de fluidos bajos. Es adaptable a pozos con problemas de corrosión e incrustaciones.

Debido a las características de las varillas se limita el BM a profundidades mayores y volúmenes altos de producción.

Cuando su aplicación es apropiada, es el método más barato.

Problemas en agujeros desviados.

Diseño Simple

Para reparación de la bomba, las varillas deben ser extraídas

Familiar para ingenieros de diseño y el personal operativo.

BOMBEO HIDRÁULICO

Flexibilidad para cambiar condiciones operativas.

Mantener limpio el fluido motriz.

Instalaciones grandes ofrecen una inversión baja por pozo.

Condiciones peligrosas al manejar aceite a alta presión en líneas.

La recuperación de las bombas se hace por circulación inversa.

La pérdida de potencia en superficie ocasiona fallas en el equipo subsuperficial.

Se puede instalar en pozos desviados. El diseño es complejo.

 Adaptable a la automatización. Inversiones bajas para volúmenes producidos mayores a 400 BPD en pozos profundos.

En ocasiones requiere de sartas múltiples. Es difícil la instalación de la bomba en agujero descubierto.

El equipo puede ser centralizado en un sitio. El manejo de arena, incrustaciones, gas o corrosión ocasionan muchos problemas. Demasiada inversión para producciones altas a profundidades someras e inmediatas.

BOMBEO ELECTRO CENTRÍFUGO

Buena habilidad para producir altos volúmenes de fluido a profundidades someras e intermedias.

El cable eléctrico es la parte más débil del sistema.

Baja inversión para profundidades someras.

Poca flexibilidad para condiciones de producción.

variar

 Adaptable a la automatización. Tiempos de cierre prolongados. Es aplicable a grandes profundidades (alrededor de 4200m).

Requiere fuentes de suministro de energía eléctrica. Los problemas de incrustaciones son fatales para la operación. Dificultad para manejar porcentaje de arena o gas

BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS

Bajas inversiones para pozos someros y bajos gastos.

alto

Es un sistema nuevo, por lo que requiere un buen desarrollo de la experiencia y de su conocimiento.

Excelente eficiencia hidráulica (50% al 70%). Fácil de instalar y operar

Su vida útil es corta por problemas con el elastómero

Ofrece mayor resistencia que cualquier otro sistema al operar con altos contenidos de arena y altas RGA

Disminuye su eficiencia trabaja con gas.

 Aumenta su eficiencia conforme aumenta la viscosidad del fluido.

los

cuando

Problemas de desgaste TP/varillas cuando se aplica a pozos desviados.

Bibliografía Cruz E. (2015). Sistema Experto para la Selección de los Sistemas Artificiales de Producción  Aplicables en pozos de aceite. UNAM. M éxico, D.F.

Ortega E. (2009). Sistema de Bombeo para cavidades progresivas aplicados a pozos desviados. UNAM. México, D.F.