SISTEMA DE PRODUCCION ARTIFICIAL DE PETROLEO.pptx

sistemas de produccion artificial de petroleo

1. Alumno :SUSANNE SALAZAR MIRANDA « METODOS DE PRODUCCION ARTIFICIAL »

2. LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

3. INTRODUCCIÓN Desde que el petróleo fue descubierto, el hombre ha venido desarrollando y, perfeccionando cada uno de los métodos que se deben llevar a cabo para la localización, extracción, tratamiento y comercialización de este hidrocarburo . A medida que los años transcurren y el hombre se hace más dependiente del petróleo como fuente de energía, es primordialmente importante aprovechar cada gota del preciado liquido. A partir de esta necesidad se vuelve más importante el hecho de recuperar la mayor cantidad de hidrocarburo que se encuentre en el yacimiento y teniendo en cuenta que no será suficiente la energía que pueda haber acumulada dentro de él, se deben aplicar métodos de recuperación secundaria, valiéndose de una energía que se va a adicionar a la formación.  

4. LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL  Para que un yacimiento petrolífero produzca, debe tener suficiente energía innata capaz de expulsar los hidrocarburos desde cada punto en el yacimiento hasta el fondo de los pozos que lo penetran, y desde aquí hasta la superficie y las estaciones de recolección. Cuando exista esta situación se dice que el pozo produce por: Flujo natural . Estas energías y fuerzas disponibles, se crearon durante el proceso de formación y acumulación del petróleo, las cuales ayudan a desplazar el crudo a través de los poros; de acuerdo a las características de los yacimientos .  Pero, si la presión es solamente suficiente para que los fluidos, especialmente el petróleo, lleguen a un cierto nivel en el pozo, entonces; el pozo deberá hacerse producir por medios de Levantamiento Artificial . El Método de Levantamiento Artificial consiste en extraer los fluidos del yacimiento mediante la aplicación de fuerzas o energías ajenas al pozo .

5. II. PROPÓSITO Y TIPOS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL   El propósito, es minimizar los requerimientos de energía en la cara de la formación productora, con el objeto de maximizar el diferencial de presión a través del yacimiento y provocar de esta manera, la mayor afluencia de fluidos, sin que se generen problemas de producción como pueden ser: arenamiento , conificación de agua etc. Existen diversos métodos de Levantamiento :

6. La energía proviene de un motor eléctrico, o de combustión interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas. El bombeo mecánico convencional tiene su principal aplicación en el ámbito mundial en la producción de crudo pesado y extra pesado, aunque, también se usa en la producción de crudos medianos y livianos. Para que ocurra la acción del bombeo, el pistón realiza un movimiento reciprocante dentro del barril, la tubería confina la sarta de cabilla de succión que acciona a su vez la bomba en el subsuelo; posee válvulas fijas y viajera, son válvulas de no retorno, de bola y asiento de modo que solo permite el flujo en una sola dirección hacia el cabezal. El volumen encerrado entre estas dos válvulas constituye la cámara de bombeo. Cuando el balancín esta en el punto muerto de inferior, las válvulas fijas y viajeras se hallan cerradas. Al comenzar la carrera ascendente, la presión de fondo y el efecto de succión del pistón permiten la apertura de la válvula fija; el fluido pasa del pozo hacia el inferior de de la bomba.

7. Al mismo tiempo, la columna de fluido ejerce una presión sobre la válvula viajera y permanece cerrada durante la carrera ascendente fluido continua liberando la válvula hasta que el pistón llega al punto muerto del pistón .La válvula fija y cierra y comienza la carrera descendente. El pistón se mueve hacia abajo y produce un punto de compresión cuando la presión interna es superior a la que existe en la válvula viajera, esta se abre y el fluido es trasferido al pistón hasta llegar al punto muerto inferior, donde se repite el ciclo de bombeo. No obstante hay que tener presente que la tubería deba ser capaz de soportar la presión debido a la columna de flujo sobre la bomba.

8. Método de levantamiento artificial convencionales: Son aquellos que poseen una aplicación común en la industria petrolera, ya que son los más utilizados en la producción de crudo actualmente. Dentro de este grupo encontramos : El bombeo mecánico es el método de levantamiento artificial más usado en mundo. Consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo de acción reciprocante , abastecida de energía a través de una sarta de cabilla .

9. La energía proviene de un motor eléctrico, o de combustión interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas. El bombeo mecánico convencional tiene su principal aplicación en el ámbito mundial en la producción de crudo pesado y extra pesado, aunque, también se usa en la producción de crudos medianos y livianos. Para que ocurra la acción del bombeo, el pistón realiza un movimiento reciprocante dentro del barril, la tubería confina la sarta de cabilla de succión que acciona a su vez la bomba en el subsuelo; posee válvulas fijas y viajera, son válvulas de no retorno, de bola y asiento de modo que solo permite el flujo en una sola dirección hacia el cabezal. El volumen encerrado entre estas dos válvulas constituye la cámara de bombeo. Cuando el balancín esta en el punto muerto de inferior, las válvulas fijas y viajeras se hallan cerradas. Al comenzar la carrera ascendente, la presión de fondo y el efecto de succión del pistón permiten la apertura de la válvula fija; el fluido pasa del pozo hacia el inferior de de la bomba.

10. Al mismo tiempo, la columna de fluido ejerce una presión sobre la válvula viajera y permanece cerrada durante la carrera ascendente fluido continua liberando la válvula hasta que el pistón llega al punto muerto del pistón .La válvula fija y cierra y comienza la carrera descendente. El pistón se mueve hacia abajo y produce un punto de compresión cuando la presión interna es superior a la que existe en la válvula viajera, esta se abre y el fluido es trasferido al pistón hasta llegar al punto muerto inferior, donde se repite el ciclo de bombeo. No obstante hay que tener presente que la tubería deba ser capaz de soportar la presión debido a la columna de flujo sobre la bomba.

11. Ventajas del bombeo mecánico: • El diseño es poco complejo. • El sistema es eficiente, simple y fácil de operar por el personal de campo. • Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso. • Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energía. • El equipo puede ser operar a temperatura elevadas. • Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control de la taza de producción. Desventajas y limitaciones del bombeo mecánico: • La efectividad del sistema puede verse afectada severamente por la presencia del gas. • La presencia de arenas ocasionan el desgaste severo del equipo. • Requiere altos costos y mantenimiento. • Posee profundidades limitadas. • El equipo es pesado y ocupa mucho espacio. • La taza de producción declinan rápidamente.

12. Levantamiento Artificial por Gas Este método consiste en inyectar gas a alta presión a través del anular, dentro de la tubería de producción a diferentes profundidades, con el propósito de reducir el peso de la columna de fluido y ayudara la energía del yacimiento en el levantamiento o arrastre de su petróleo y gas hasta la superficie.

13. Una instalación de LAG consta básicamente de: la sarta de producción y el equipo asociado, la línea de flujo, el separador, los equipos de medición y control, la planta compresora o fuente de gas de levantamiento de alta presión y las líneas de distribución del gas. El equipo de producción consiste en una o varias piezas tubulares denominadas mandriles, los cuales se insertan o enroscan a una válvula de levantamiento, a través de la cual pasa el gas destinado a levantar el fluido de producción.

14. Este método se clasifica en:  Inyección de gas por flujo continuo: Se considera una extensión del método de producción por flujo natural: esto consiste en suplir el gas de formación mediante la inyección continua de gas en la columna de fluidos, con la finalidad de aligerar el peso de ésta. Inyección de gas por flujo intermitente: Se inyecta cíclica e instantáneamente un alto volumen de gas comprimido en la tubería de producción, con el propósito de desplazar, hasta la superficie, la columna o tapón de fluido que aporta la arena por encima del punto de inyección.

15. Ventajas del método de levantamiento artificial por gas: • Gran flexibilidad para producir con diferentes tasas. • Puede ser utilizado en pozos desviados usando mandriles especiales. • Ideal para pozos de alta relación gas - líquido y con producción de arena. • Se pueden producir varios pozos desde una sola planta o plataforma. • El equipo del subsuelo es sencillo y de bajo costo. • Bajo costo de operación. Desventajas del método de levantamiento artificial por gas: • Se requiere una fuente de gas de alta presión. • No es recomendable en instalaciones con revestidores muy viejos y líneas de flujo muy largas y de pequeño diámetro. • El gas de inyección debe ser tratado. • No es aplicable en pozos de crudo viscoso y/o parafinoso . • Su diseño es laborioso. • Aplicable a pozos de hasta + 10.000 pies.

16. Método de levantamiento artificial no convencionales: Son todas aquellas tecnologías desarrolladas y/o mejoradas en los últimos años. Entre estas se encuentran : Bombeo Electro-sumergible (BES ): Este Método de Levantamiento Artificial es aplicable cuando se desea producir grandes volúmenes de fluido, en pozos medianamente profundos y con grandes potenciales.

17. Sin embargo, los consumos de potencia por barril diario producido son también elevados, especialmente en crudos viscosos. Una instalación de este tipo puede operar dentro de una amplia gama de condiciones y manejar cualquier fluido o crudo, con los accesorios adecuados para cada caso.  El principio básico del sistema de bombeo a través de bombas electro-centrífugas, es transmitir en forma de presión, la energía de un motor eléctrico sumergida en el fluido del pozo.  La unidad se encuentra suspendida de la tubería de producción, sumergida en el fluido del pozo yconectada hasta la superficie a través de un cable para suministrar la energía eléctrica al motor.

18. Ventajas del bombeo electro-sumergible: • Puede levantar altos volúmenes de fluidos. • Maneja altos cortes de agua (aplicables en costa a fuera). • Puede usarse para inyectar fluidos a la formación. • Su vida útil puede ser muy larga. • Trabaja bien en pozos desviados. • No causan destrucciones en ambientes urbanos. • Fácil aplicación de tratamientos contra la corrosión y formaciones de escamas. Desventajas del bombeo electro-sumergible: • Inversión inicial muy alta. • Alto consumo de potencia. • No es rentable en pozos de baja producción. • Los cables se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas. • Susceptible a la producción de gas y arena. • Su diseño es complejo. • Las bombas y motor son susceptibles a fallas.

19. Bombeo de Cavidades Progresiva (BCP ) Esta bomba es del tipo de desplazamiento positivo rotativo accionada a través de una sarta de cabilla, por un cabezal de rotación en superficie.   

20. Este tipo de bombas se caracteriza por operar a baja velocidades y permitir manejar altos volúmenes de gas, sólidos en suspensión y cortes de agua, así como también son ideales para manejar crudos de mediana y baja gravedad API.

21. Ventajas del bombeo de cavidad progresiva: • Bajo costode instalación. • Bombea crudo de alta y baja gravedad API. • Puede manejar hasta 100% de agua. • El equipo de superficie puede ser transportado, instalado y removido fácilmente. • Aumenta la vida útil de las cabillas. • Opera con bajo torque. • Bajo consumo de energía eléctrica. • Bajos costos de mantenimiento. En la comunidad presenta mejor estética. Desventajas del bombeo de cavidad progresiva: • Su profundidad de operaciones recomendada es de 4000pies. • Requiere suministro de energía eléctrica. • No se recomienda en pozos de más de 180*f. • La tasa máxima manejada es de500 Bpd. • Su eficiencia disminuye drásticamente en pozos con altas RGL. • El material elastómero es afectado por crudos con aromáticos.

22. Bombeo Hidráulico Se utiliza para extraer el crudo desde el yacimiento hasta la estación recolectora, a través de una bomba que es accionada por un fluido bombeado a alta presión desde superficie. 

23. El fluido de potencia es tomado de un tanque y alimenta a la bomba triplex , pasa por el cabezal del pozo y se dirige a la bomba de profundidad.  El fluido motriz retorna a la superficie junto con el petróleo extraído y es conducido nuevamente al tanque.

24. Ventajas del bombeo de hidráulico:  • Pueden ser usados en pozos profundos (+/- 18000 pies). • No requieren taladro para remover el equipo de subsuelo. • Puede ser utilizado en pozos desviados, direccionales y sitios inaccesibles. • Varios pozos pueden ser controlados y operados desde una instalación central de control. • Puede manejar bajas concentraciones de arena. Desventajas del bombeo hidráulico: • Costo inicial alto • Las instalaciones de superficie presentan mayor riesgo, por la presencia de altas presiones. • Altos costos en la reparación del equipo. • No es recomendable en pozos de alto RGP. • Problemas de corrosión. • El diseño es complejo.

25. CONCLUSIÓN Los métodos de recuperación secundaria son sin duda una herramienta importante en la producción petrolera, ya que nos permite tener acceso a una cantidad muchas veces importante de hidrocarburo que no puede ser extraída con métodos primarios o valiéndonos de la energía natural del yacimiento. Entonces , se puede decir que los métodos de recuperación secundaria van a depender del yacimiento que se esté tratando, es decir, de las características del mismo. De esta forma la recuperación podrá ser efectiva y a la vez factible en términos de costos