UDABOL Universidad De Aquino Bolivia
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EMPUJE SIMULTNEO DE GAS NATUAL
1.- INTRODUCCION.
Laproduccindehidrocarburoses unos de losprocesosque implica la
buenafactibilidadque 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
buenastcnicaspara conseguir elobjetivo.Esta se define como
elprocesoque se concentra en la explotacin racional depetrleoygas
naturalde los yacimientos, cumpliendo con
lasleyesynormasambientales y deseguridad, y fortaleciendo
lasoberanatecnolgica.Pero para que esto suceda se necesita de
estudios geolgicos, los cuales indique que el hidrocarburo en la
formacin ser factible y comerciablemente explotable. Aqu se puede
sealar a la exploracin, la cual implica la bsqueda de yacimientos
petrolferos, as como el uso de tcnicas geolgicas de campo y
delaboratoriocon el fin de probar y calcular las posibles reservas
que contienen.La produccin por ser unsistemaque implica
realizaraccionesen 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
losingresosentreconsumo, produccin yahorro; cmo la produccin de un
rubro contribuye a la generacin deproductospara el autoconsumo y
para laventa, entre otras.Tambin es importante recalcar la
capacidad productiva que se tiene, es decir con qumateriade
hidrocarburo se cuenta para ser explotado, y qu mecanismos sern
utilizados parapoderextraer 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.Para determinar la
habilidad que tiene un pozo de producir fluidos, y cmo estos fluirn
a travs de la formacin se realizanpruebasde pozos, los cuales en
base al dedesarrollodel campo se pueden dividir en: Identificacin
de lanaturalezade los fluidos del yacimiento y estimacin
delcomportamientodel pozo.A su vez en pozos degasse 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.Cuando tenemos un pozo productor de gas, se realizananlisislos
cuales conlleven a determinar cmo ser su produccin dependiendo de
sus presiones. Se pueden dividir pozos de baja a medianapresiny
pozos de alta presin. Para realizar estos anlisis se va amtodosy
pruebas convencionales, los cuales arrojen los resultados que se
quieren obtener.Las pruebas convencionales se engloban en tres
tipos de pruebas como la potencial, isocronales, e isocronales
modificadas. El tipo de prueba a seleccionar depender deltiempode
estabilizacin del pozo, el cual es unafuncinde la permeabilidad del
yacimiento.2.- OBJETIVOS.
Conocer los mecanismos natural y artificial Conocer Componentes
del sistema de produccin Conocer Capacidad de Produccin y Flujo
Natural
3.- MARCO TEORICO.
Proceso de Produccin de HCLa produccin de hidrocarburos es el
proceso de sacar de manera ordenada y planificada el crudo que la
naturaleza ha acumulado en yacimientossubterrneos. Incluye la
proteccin de que el pozo sea tapado por arena y equitos, la
proteccin ambiental de la superficie y acuferos cercanos al
pozo,mantenimientode las presiones y flujos de produccin a
nivelesseguros, la separacin degases, el bombeo en casos en que
elpetrleono fluye solo, el mantenimiento del yacimiento y mltiples
tcnicas de recuperacin secundaria y terciaria.
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.Tambin se define como 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)AdministracindeInformacinEnergtica de los EEUU,
lasoperacionesproductivas costa afuera comienzan luego de que toda
laconstruccinincluyendo plataforma y pozo estn listos. La produccin
depender del tamao del yacimiento, la profundidad delaguay
laestrategiade extraccin de los fluidos.Tambin 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 TransporteEn lo que respecta
aGerenciade yacimientos es elplande 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 loslmitesestablecidos 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.La etapa productiva perteneciente a la extraccin de fluidos
rene el conjunto de actividades que se llevan a cabo para extraer
de manera eficiente, rentable y segura los fluidos que se
encuentran en los yacimientos.Se decide la manera en que se va a
poner a producir el pozo. Un pozo produce por flujo natural cuando
el yacimiento tiene la suficiente energa como para llevar el fluido
desde la roca hasta el cabezal de pozo, esto se da por la magnitud
de la cada de presin existente entre el pozo y el yacimiento.
Existen diferentes mtodos de flujo natural, que se les conoce
tambin como mecanismo de recuperacin primarios, entre los cuales
destacan:Empuje por gas disuelto: lafuerzala provee el gas disuelto
enel petrleo, el gas tiende a expandirse y a escaparse por la
disminucin de presin. La recuperacin final es de alrededor
20%.Empuje de una capa de gas: cuando el gas est por encima del
petrleo y debajo del techo de la trampa este realiza un empuje
sobre el petrleo. La recuperacin vara entre el (40-50) %.Empuje
hidrosttico: es la fuerza ms eficiente para provocar la expulsin
del petrleo de manera natural, en este casoel aguase encuentra por
debajo del petrleo, la recuperacin es alrededor del 60%.Tambin
existen mecanismos que al aplicrselos al yacimiento estos pueden
producir por flujo natural como son inyeccin de gas, inyeccin de
agua siendo los mecanismos de produccin secundarios. Los terciarios
vienen siendo inyeccin de vapor, polmeros, etc.Cuando un pozo
produce por el flujo natural del yacimiento, este mecanismo no se
mantiene hasta agotarse las reservas de hidrocarburos en el
yacimiento, sino que llega un momento en que la presin del
yacimiento ha descendido lo suficiente como para que la cada de
presin sea menor, lo cual va a hacer que el yacimiento suba los
fluidos hasta cierta parte del pozo y a partir de all haya que
aplicar un mecanismo para llevarlos hasta el cabezal de pozo y en
este caso a la plataforma o al respectivo equipo usado para la
produccin costa afuera.Componentes del Sistema de ProduccinPara
conocer un sistema de produccin, se debera partir de laobservacinde
sus componentes, las actividades que all se realizan,
losmediosyrecursoscon que cuenta, las cantidades y caractersticas
de las personas que en l viven o trabajan, las propiedades del
suelo oclima, etc.Como en el sistema hayorganizaciny hay
relaciones, se debera adems tratar de entender las propiedades o
proporciones en que estos 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.Finalmente, se necesitar
comprender ladinmicadel sistema de produccin, es decir, su
comportamiento a travs del tiempo. Por ejemplo, cmo se distribuye
la mano de obra a travs del ao; cules son los meses de mayor
actividad y cules los de mayorescasez.En el sistema produccin cada
componente es un sistema por s mismo, es decir tieneobjetivosy
componentes.En el caso del sistema produccin se acepta que sus
subsistemas son los siguientes: Ingeniera Industrial Planificacin
ycontrolde la Produccin Control de calidad Ingeniera
deservicios.Todos estos componentes estn alserviciodel componente
central que es la denominada transformacin de recursos.Es en este
momento que se encuentra la funcin deplanificaciny control de la
produccin.Como se observa es un sistema cuaternario, es decir que
est ubicado en un cuarto nivel Jerrquico estructural dentro dela
empresa, lo cual, por cierto, no desmerece su importancia en ningn
momento, puesto que ste, al igual que cualquier componente del
sistema, es un engranaje vital para la marcha del todo.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
losbienesy servicios especificados por laplaneacinestratgica 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
deprogramacinoperativa Fase de ejecucin y control de la
produccin.
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
elradioexterno 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.E
Flujo NaturalEn esta seccin se discute como se interrelacionan
las distintas perdidas de energa que ocurren en el yacimiento, el
pozo y en la lnea de flujo superficial. En particular la capacidad
del yacimiento para aportar fluidos al pozo ser combinada con la
habilidad del sistema de tubera para manejar la produccin de estos
fluidos. La capacidad de produccin del sistema completo, tal como
se describi en la seccin 1,12, es producto del balance de energa
entre el yacimiento y el pozo conjuntamente con las facilidades de
produccin de superficie. Si este balance puede obtenerse para un
determinado caudal de produccin sin necesidad de utilizar una
fuente de energa externa al yacimiento, se dice que el pozo es
capaz de producir por flujo natural. (FN).
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
La tasa de produccin de un pozo es producto de un perfecto
balance entre laofertade energa del yacimiento y la demanda de
energa del pozo, incluyendo sus facilidades detransporteen la
superficie.PROCEDIMINETO EN POZOS PARA UN CAONEO CONVENCIONAL.El
procedimiento es similar al anterior pero con la diferencia de que
en este caso se debe considerar la cada de presin a travs del
caoneo, es decir Pwf (oferta) = Pwfs P, donde P se estima por las
ecuaciones sugeridas por Jones, Blount & Glaze y Pwfs son
presiones fluyentes obtenidas en los clculos de la IPR. El caoneo
convencional consiste en completar con una tubera de revestimiento,
cementarla para luego caonearla para crear tneles que comuniquen
con la zona virgen del yacimiento atravesando el casing, el cemento
y la zona posiblemente daada por el filtrado de lodo y del cemento.
La fig. 1.11 muestra un tpico tnel caoneado y la nomenclatura
utilizada en este procedimiento.
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
Para realizar este balance, es necesario cuantificar el consumo
de energa en los distintos componentes del sistema de produccin.
Inicialmente, la energa del yacimiento es, por lo general muy alta
y el pozo producir por flujo natural altos caudales de lquido. No
obstante, para explotarlo eficientemente es necesario controlar la
tasa de produccin de los pozos.Con el tiempo, la energa del
yacimiento ser insuficiente para levantar los fluidos desde el
fondo hasta la superficie y el pozo dejar de producir por flujo
natural.
Fuente: wikipedia/produccin
Esta energa natural es consecuencia de:
Debido al alto abatimiento (Pws Pwf) Del gas contenido en
solucin del oil Del gas libre, comprimido en la parte superior de
la capa petrolfera La fuerza impulsora de las aguas de formacin
lateralemente o de fondo.
Causas de la energa natural
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
SURGENCIA NATURAL
La presin de formacin a medida que se produce va disminuyendo,
es por eso que se necesita mtodos artificiales para la extraccin de
los hidrocarburos. En algunos casos se reinyecta el gas no
aprovechado o se reinyecta agua con el mismo fin.
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
AREAS DE FLUJO
El proceso de surgencia se divide en tres reas desde la formacin
hasta los tanques:
Flujo horizontal Flujo de elevacin vertical Flujo de
recuperacin
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
Flujo multifasico en tuberas verticales.Burbuja (Bubble flow):
La fase continua es el lquido y el gas se encuentra en forma de
burbujas.Tapn (Slug flow): Las burbujas de gas aumentan en volumen
y cantidad y se unen para formar grandes bolsas de gas que separan
a la columna de lquido de tapones.Neblina (Mist flow): La fase
continua es el gas y el lquido se encuentran esparcido en forma de
gotas.Transicin (Transicin flow): Es un patrn de flujo intermedio
entre tapn y neblina.Flujo multifasico en tuberas horizontales.a)
Flujo de Burbuja: Las burbujas de gas se mueven a lo largo de la
parte superior de la tubera, la fase continua es el lquido que
transporta las burbujas de gas.b) Flujo de tapn de gas: Las
burbujas aumentan de tamao hasta llenar la parte superior de la
tubera.c) Flujo estratigrfico: Las burbujas de gas se unen formando
una fase gaseosa que se mueve en la parte superior de la tubera,
quedando lquido en la parte superior con una interfase contina y
lisa.d) Flujo ondulante: Semejante al anterior pero se rompe la
continuidad de la interfase por ondulaciones en la superficie del
lquido originadas por el incremento de la velocidad de gas.e) Flujo
tapn del lquido: Las crestas de las ondulaciones pueden llegar
hasta la parte superior de la tubera, tapndola y ocasionando gran
turbulencia en el flujo.f) Flujo anular: Una pelcula del lquido
cubre las paredes de la tubera, y del gas fluye por el interior,
llevando partculas de lquido en suspensin.g) Flujo de Neblina: El
liquido esta completamente disperso en el gas, La fase continua es
el gas que lleva en suspensin las gotas de liquido FLUJO DE
RECUPERACION Es el transito de la mezcla H.C. que ocurre dentro el
reservorio desde la formacin hasta el interior del pozo. Aumentando
el dimetro del orificio (choke) en el cabezal del pozo se logra
reducir la perdida de carga a travs del mismo y disminuye la presin
del flujo en la elevacin desde el fondo del pozo, como resultado el
caudal a producirse desde el yacimiento al pozo se parda
incrementar.
MECANISMOS DE RECUPERACIONEn esta produccin se interrelacionan
las distinta perdidas de energa que ocurren en el yacimiento, el
pozo y en la lnea de flujo superficial. La capacidad de produccin
del sistema completo es producto del balance de energa entre el
yacimiento y el pozo conjuntamente con las facilidades de produccin
de superficie. Si este balance se puede obtener in la necesidad de
utilizar una fuente de energa externa al yacimiento, se dice que el
pozo e capaz de producir por flujo natural.Capacidad de produccin
en pozos de flujo natural con lnea abiertaSe considera para
aquellos pozos que no estn equipados con reductores de flujo en la
lnea de flujo, es decir que se produce por flujo natural y a lnea
abierta. Si el balance de energa es estable solamente en el fondo
del pozo se tienen una infinidad de mtodos para obtener la
capacidad de produccin para pozos con diferentes completaciones: a
agujero abierto, con caoneo tradicional y empaque con
grava.Procedimiento para pozos en agujero abiertoEste procedimiento
consiste en dibujar las lneas de de oferta y demanda de energa en
el fondo del pozo, obteniendo la interseccin de ambas curvas, de
esta manera quedara fijada la tasa de produccin de lquido en el
pozo: yacimiento-pozo-lnea de flujo- separador en la estacin de
flujo.Procedimiento en pozos para un caoneo convencionalEl
procedimiento es parecido al anterior con la diferencia que en este
caso se toma en cuenta la cada de presin a travs del caoneo. El
caoneo convencional consiste en completar con una tubera de
revestimiento, cementarla para luego caonearla para crear tneles
que se comuniquen con la zona virgen del yacimiento atravesando el
casing y la zona posiblemente daada por el filtrado del lodo y del
cemento. Procedimiento para un pozo con empaque de gravaEs
importante sealar que este tipo de completacion se utiliza para
yacimientos generalmente poco consolidados donde est presente la
produccin de arena. La produccin de arena constituye un gran
problema en la produccin porque reduce o detiene la produccin de
hidrocarburos, erosiona el equipo de superficie y de subsuelo o
causa problemas de merma en la produccin. Levantamiento
artificialSe define levantamiento artificial a la utilizacin de una
fuente externa de energa para levantar los fluidos del yacimiento
desde el fondo del pozo hasta la superficie. Existen dos tipos
levantamiento artificial por gas (donde su fuente de energa es el
gas pero a elevada presiones proveniente de una planta compresora
de gas) y levantamiento artificial por bombeo (su fuente de energa
es una bomba accionada por un motor a gas en la superficie o un
motor elctrico).Entre los mtodos por levantamiento artificial de
bombeo los ms usados en el campo petrolero se encuentran: Bombeo
centrifuga Bombeo de desplazamiento positivo rotativo Bombeo de
desplazamiento positivo reciproco de una accin Bombeo de
desplazamiento positivo reciproco de doble accin Bombeo tipo
chorro
Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy
Reynolds P.
Aqu se presentan los mtodos artificiales de produccin, los
cuales buscan recuperar el mximo posible del remanente que ha
quedado en el yacimiento luego de que parara la produccin por flujo
natural, en ciertos casos desde el comienzo de la extraccin de
fluidos se aplican mtodos artificiales de produccin. Los ms comunes
son:Bombeo Mecnico (Balancn): Se usa ms que todo en aguas poco
profundas y suele verse en el Lago de MaracaiboBCP (Bomba de
cavidad progresiva):el fluido del pozo es elevado por laaccinde un
elemento rotativo (rotor) degeometrahelicoidal dentro de un
alojamiento semiplstico de igualgeometra(estator). El resultado es
el desplazamiento positivo de los fluidos (hacia el cabezal de
pozo) que se desplazaron llenando las cavidades existentes entre el
rotor y el estator. Es unmtodoartificial con muchas ventajas debido
a que ocupa muy poco espacio en las plataformas y es muy usado
enVenezuelaespecficamente en el Lago de MaracaiboBombeo elctrico
sumergible:los fluidos se producen por impulsores instalados en
elsuelo, giran a granvelocidady son alimentados desde la superficie
por un cable elctrico. Este sistema funciona particularmente para
bombear altos volmenes de crudos. En la produccin costa afuera es
muy til debido a que puede ser utilizado en aguas poco profundas
hasta ultra profundas ya que puede estar sumergido en el fondo del
mar y bombear desde all y no desde la plataforma, facilitando aun
msel trabajo. Este mtodo es parte de la apuesta de Petrobras para
su futuro desarrollo en produccin costa afuera en aguas ultra
profundas, segn Ricardo Savini (Gerentede Desarrollo deNegocios) de
la reconocidaempresa, lo dio a conocer en unaconferenciahecha el ao
pasado (2006).Gas-lift controlado por satlite:este mecanismo de
levantamiento artificial pudo ser adaptado a la produccin en aguas
profundas gracias al avance tecnolgico que est aplicandoel
hombrepara la produccin de hidrocarburos costa afuera y
especficamente para aguas ultra profundas que es el mayor reto del
negocio. Este mtodo tambin es una apuesta para el desarrollo de la
produccin costa afuera enBrasilsegn el Gerente de Desarrollo de
Negocios mencionado anteriormente.La necesidad de produccin de
hidrocarburos es tan grande que elhombrese ve en la necesidad de ir
desarrollandonuevas tecnologasque le permitan extraer hidrocarburos
de sitios muy particulares, especialmente en costa afuera donde la
profundidad del agua puede ser mayor a los 10.000 pies (3048
metros).
4.- CONCLUSION.
los mecanismos natural son mtodos de flujo natural para provocar
la expulsin del petrleo de manera natural y los mtodos artificiales
buscan recuperar el mximo posible del remanente que ha quedado en
el yacimiento luego de que parara la produccin por flujo natural,
en ciertos casos desde el comienzo de la extraccin de fluidos se
aplican mtodos artificiales de produccin. Conocer Componentes del
sistema de produccin
5.- BIBLIOGRAFIA.
Http://Www.Monografias.Com/Trabajos92/Produccion-Hidrocarburos/Produccion-Hidrocarburos.Shtml
Fundamentos De La Produccion De Hidrocarburos Freddy Reynolds
Pareja
Empuje Simultneo De GasPgina 14