En la industria petrolera existen mtodos de levantamiento
artificial, los cuales se utilizan cuando un pozo no es capaz de
cumplir con sus objetivos de produccin por mtodos naturales (ya sea
el pozo fluyendo o no).Uno de los mtodos ms utilizados para lograr
este propsito es el levantamiento artificial por gas, el cual puede
ser continuo o intermitente. La seleccin del mtodo a utilizar va a
depender de las caractersticas existentes tanto en el yacimiento
como en el pozo.
El levantamiento artificial por gas es un mtodo que utiliza gas
a presin como medio de levantamiento, produciendo una columna ms
ligera o menos densa, (flujo continuo), o inyectando gas por debajo
de un tapn de lquido acumulado en un perodo relativamente corto de
tiempo para empujarlo hacia la superficie (flujo intermitente).
Todos los pozos que se quieran tratar con levantamiento
artificial por gas deben poseer una fuente de gas. Comnmente se
utilizan sistemas cerrados de gas, los cuales constan de
compresores que se encargan de aumentar la presin del gas para
realizar la reinyeccin al pozo.
Para que se aplique el levantamiento artificial por gas es muy
importante tomar en cuenta la profundidad del pozo y las
caractersticas del crudo, ya que estos parmetros afectarn
directamente el clculo de la presin de inyeccin.
El LAG es uno de los mejores mtodos de levantamiento para el
manejo de pozos que presentan arenamiento. Ofrece la ventaja de
dejar totalmente libre la sarta de produccin para poder "correr"
herramientas de registros, limpiar el hoyo, etc., lo cual puede ser
llevado a cabo a travs de guaya fina. Pozos con altas relaciones
gas-petrleo (RGP) no representan un serio problema para la
aplicacin del LAG. Este mtodo tambin es aplicable en pozos con
completaciones mltiples.
El costo inicial del equipo es menor que el de cualquier otro
mtodo de levantamiento artificial si se dispone de gas a alta
presin y generalmente esta condicin se sigue cumpliendo aun cuando
se requiera la instalacin de una estacin compresora. El bajo costo
de operacin asociado con el LAG es un factor importante en pozos
profundos, pozos con arenamiento, pozos con alto corte de agua,
pozos con eductores bastante reducidos y en pozos con variaciones
de la altura de levantamiento.
Una instalacin de Gas lift consta bsicamente de la sarta de
produccin y el equipo asociado, la lnea de flujo, el separador,
equipos de medicin y control, la planta compresora y las lneas de
distribucin del gas.El equipo de produccin consiste en uno o varios
mandriles insertados en una vlvula de levantamiento a travs de la
cual pasa el gas destinado a levantar el fluido de produccin.
El equipo de subsuelo est conformado principalmente por las
vlvulas de bombeo y los mandriles. Las vlvulas tienen como funcin
permitir la inyeccin a alta presin de gas que se encuentra en el
anular.El mandril permite colocar la vlvula a la profundidad
deseada y permite el paso del gas, desde el espacio anular hacia la
vlvula de bombeo. Se instala con la tubera de produccin.
Este mtodo permite manejar grandes volmenes de produccin,
incluyendo la produccin de agua y sedimentos. Adems, cuenta con la
flexibilidad de distribuir gas a varios pozos con una sola planta
de compresin, y de recuperar las vlvulas con wireline o
tuberas.
Los tipos de instalaciones de produccin son las Abiertas,
Semi-Cerradas y Cerradas.Las instalaciones abiertas aplican para
pozos de flujo continuo, muy buenos productores y con alta presin
de fondo fluyente y alto ndice de productividad. Las instalaciones
semi-cerradas se utilizan para pozos de flujo continuo o
intermitente. Las instalaciones cerradas se aplican a pozos que no
son muy buenos productores, intermitentes y con baja presin de
fondo fluyente y con alto o bajo ndice de productividad.
Una instalacin de LAG debe estar diseada para adaptarse a las
condiciones especficas del pozo y del yacimiento involucrado. La
versatilidad del LAG permite el diseo de instalaciones que
concurran con las condiciones de cambio que se vayan dando a la par
del agotamiento del pozo. La seleccin de los equipos tales como el
tipo de vlvula de LAG, el tipo de instalacin requerida, la presin
de trabajo de las vlvulas, su espaciamiento, el dimetro de la
tubera y el equipo de superficie variar de acuerdo con cada
pozo.
Ventajas y desventajas del Gas lift:
Ventajas: El nmero relativamente pequeo de partes mviles en un
sistema de gas lift, permite un levantamiento ms duradero en
comparacin con otras formas de levantamiento. Los costos de
operacin son generalmente mucho menores. El levantamiento
artificial por gas es el que ms se prxima al flujo natural. Se
puede usar en pozos con completacin mltiple. Las vlvulas utilizadas
en este sistema pueden ser recuperadas por medio de cable de acero,
lo cual no implica la utilizacin de equipos de workover. El costo
inicial de los equipos de subsuelo es generalmente menor que los
otros mtodos de levantamiento artificial. Flexibilidad a las de las
otras formas de levantamiento ya que las instalaciones a gas pueden
ser diseadas para levantar desde uno a miles de barriles diarios.
No se afecta si los pozos son desviados. La produccin de arena
junto con los fluidos producidos no afecta el equipo ni las
instalaciones de gas lift.
TIPOS DE GAS LIFT
Levantamiento por inyeccin continua de gasLa inyeccin de gas en
forma continua tiene como objetivo aligerar la columna de fluido
inyectando gas a travs de un punto en la tubera. Al realizar la
inyeccin de gas, la relacin gas-petrleo aumenta causando que la
curva TPR se mueva hacia abajo y a la derecha, y as puede
interceptar la curva IPR.
Controlando la cantidad de gas que se inyecta, un pozo puede
producir entre su tasa por flujo natural y su tasa mxima.El flujo
continuo es utilizado en pozos con un ndice de productividad alto y
con presin de fondo alta.
Para la inyeccin del gas se utiliza el espacio anular que existe
entre el revestidor y la tubera de produccin. Las vlvulas de LAG
son instaladas en la tubera de produccin y permiten el paso del gas
desde el espacio anular hacia la tubera de produccin.
El gas es inyectado diaria y continuamente lo ms profundo
posible de la columna de fluido a travs de una vlvula de subsuelo.
El gas se introduce continuamente en columna de fluido causando un
aireamiento desde el punto de inyeccin hasta la superficie, el gas
aligera el gradiente de flujo y reduce la presin de la columna de
fluido de manera que la energa de yacimiento suplementada por la
inyeccin de gas pueda desplazar fluidos a la superficie, el volumen
de gas inyectado debe ser la cantidad suficiente para suplementar y
mantener el flujo natural.
Para pozos:Pe 150psi/1000piesJ 0.5bpd/psiQ 200bpd
Gas lift continuo
A nivel de pozo la mxima eficiencia de levantamiento se alcanza
cuando se inyecta a la mxima profundidad posible el volumen
adecuado de gas de levantamiento para levantar un barril de
petrleo.
Como el gas, despus de inyectado, y el fluido del yacimiento
alcanzan la superficie, se debe contar con suficiente presin en el
cabezal del pozo para mover los fluidos hasta el separador. Una
disminucin en la presin del separador puede o no afectar la tasa de
flujo del pozo. La presin en el revestidor tambin afecta la tasa de
produccin del pozo.
Subtipos de Gas Lift continuo:Gas lift continuo tubular: Se
inyecta gas por el espacio anular y se levanta conjuntamente con
los fluidos aportados por el yacimiento a travs de la tubera de
produccin.Gas Lift continuo anular: Se inyecta gas por la tubera de
produccin y se levanta conjuntamente con los fluidos aportados por
el yacimiento a travs del anular.
Tipos de Gas Lift continuo
Ventajas: Maximiza el uso del gas disponible en el reservorio.
Maneja grandes volmenes de produccin fcilmente. Puede centralizarse
el equipo. Pueden manejarse fcilmente el agua y el sedimento.
Pueden recuperarse las vlvulas usando guaya o tubera
Desventajas: Se debe disponer de una fuente de gas.
Levantamiento por inyeccin intermitente de gasEn el
levantamiento artificial por gas en Flujo Intermitente (LAGI), se
realiza la inyeccin de gas por un perodo de tiempo para luego
detener dicha inyeccin. Este ciclo se repite cuantas veces sea
necesario para optimizar la produccin de petrleo. En este tipo de
levantamiento artificial por gas no se aligera la columna de
fluidos, sino que se utiliza la energa del gas para realizar el
levantamiento.El levantamiento artificial por gas en flujo
intermitente es aplicable generalmente para pozos que presentan un
bajo ndice de productividad, ya que un pozo con estas
caractersticas es sinnimo de tasas de produccin bajas.
Para pozos:Pe 150 psi/1000piesJ 0.3bpd/psiQ 100bpd Subtipos de
Gas Lift:Gas lift intermitente convencional: Aqu se utiliza el
espacio interno de la tubera de produccin para el almacenamiento de
los fluidos aportados por la formacin y el gas desplaza
directamente al tapn del lquido en contra de la gravedad.
Normalmente para pozos con una presin esttica de 150psi por cada
1000pies y bajo ndice de productividad, menor a 0.3bpd/psi.Gas Lift
intermitente con cmara de acumulacin (chamber lift): Aqu se utiliza
el espacio anular entre el revestidor de produccin y la tubera de
produccin para el almacenamiento de los fluidos aportados por la
formacin y el gas desplaza directamente al tapn de lquido
inicialmente a favor de la gravedad y posteriormente en contra de
dicha fuerza.Normalmente para pozos con una presin esttica de
100psi por cada 1000pies.Gas Lift intermitente con pistn metlico
(plunger lift): Aqu se utiliza el espacio interno de la tubera de
produccin para el almacenamiento de los fluidos aportados por la
formacin y el gas desplaza directamente un pistn metlico que sirve
de interface slida entre el gas inyectado y el tapn de lquido a
levantar. Se utiliza para minimizar el resbalamiento de lquido
durante el levantamiento del tapn.
Ventajas: Puede obtenerse menor presin de fondo que en flujo
continuo y con menor relacin de gas de inyeccin. Puede
centralizarse el equipo. Pueden recuperarse las vlvulas, usando
guaya o tubera.
Desventajas: La tasa de produccin mxima es limitada. Causa
intermitencias en el equipo de superficie. Debe disponerse de una
fuente de gas.
Sistema Gas Lift Generalidades:
Recorrido del gas: El gas a alta presin proviene del sistema de
compresin de donde se enva a los pozos a travs de una red de
distribucin, luego el gas de levantamiento conjuntamente con los
fluidos producidos a travs de los pozos, es recolectado por las
estaciones de flujo donde el gas separado es enviado al sistema de
compresin a travs de un sistema de recoleccin de gas de baja.
Vlvula de levantamiento Artificial
APLICACIN DEL MTODO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS:Las
limitaciones de profundidad estn controladas por el sistema de
inyeccin de presin y las tasas de fluido. Tpicamente, para 1.000
Bpd con eductor de 2,5 pulgadas. 1440 lpc de presin de
levantamiento y temperatura de aproximadamente 350F.RGL de 1000
PC/Bls.Profundidad de inyeccin de 10000 pies.
COMPLETACION SENCILLA SIMPLE A HOYO DESNUDO:Consiste en una sla
tubera de produccin para una zona prospectiva. Se realiza en zonas
donde la formacin est altamente compactada o consolidada. Se corre
y se cementa el revestidor de produccin hasta el tope de la zona de
inters.
Ventajas No hay restriccin al flujo. Se pueden ampliar los
horizontes prospectivos. No se necesitan equipos de control de
arena. Ahorro de revestidor y de la operacin de caoneo.Desventajas
Flujo turbulento. No hay control de fluidos indeseables. No se
puede selectivar en comparacin con la completacin sencilla
selectiva. Requiere limpieza frecuente.
Su geologa estructural data de una elevacin del mesozoico
asentndose en el Cenozoico (Eoceno superior). Formada por caliza
arcillosa, pura y arenosa.
El pozo Cicuco 1 se complet a hueco abierto en el intrvalo
productor de la caliza Cicuco de 7847pies hasta 7922pies, la
profundidad total del pozo fue de 7922pies, los resultados de la
prueba de produccin fueron de 282 BOPD, 44.4API; PI=0,1065; con
presin de 2647psi a 7850.
POZO CICUCO 1