Ingeniería de Petróleos · 2011
Optimización de producción, consumo de energía y nivel de armónicos para equipos de bombeo electrosumergible en un Campo Petrolero del Magdalena Medio
Diseñar un sistema de bombeo electrosumergible apropiado depende de la información disponible que se tenga del pozo. Un equipo mal diseñado trabaja por fuera del rango óptimo de operación ocasionando que las etapas de la bomba se desgasten fácilmente reduciendo su vida útil, disminuyendo la producción y aumentando los costos operativos debido al consumo innecesario de energía eléctrica. Es por esta razón que una buena propuesta debe recomendar la mejor configuración y tener en cuenta que no existen dos pozos iguales así estos pertenezcan a un mismo campo y produzcan del mismo intervalo productor. Inicialmente, en los diseños se consideró como único requisito que la bomba se ubicara por debajo del nivel dinámico del fluido, de tal forma que se garantizara la alimentación continua de líquidos en la succión del equipo. Además, se asumía la existencia de flujo monofásico en la tubería de producción. Posteriormente, los métodos para determinar caídas de presión en tuberías verticales con flujo multifásico fueron introducidos. En estos casos, los efectos de la fase gaseosa que se libera por disminución de la presión fueron estudiados. En este trabajo se presentan los rediseños para diez pozos pertenecientes a un campo petrolero ubicado en el departamento de Santander a pocos kilómetros de la ciudad de Barrancabermeja, en donde operan actualmente sistemas de bombeo electrosumergible con un alto consumo de energía eléctrica y un caudal de producción inferior al deseado debido al desgaste sufrido durante su vida operativa. Mediante un análisis económico se evalúa la viabilidad del proyecto al ser comparada la utilidad actual con la que se obtiene con los nuevos equipos
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Contenido
- INTRODUCCIONp. 15
- 1. FUNDAMENTOS EN INGENIERIA DE PRODUCCIONp. 16
- 1.1 LEY DE DARCYp. 16
- 1.2 INFLOWp. 29
- 1.2.1 Método IPp. 19
- 1.2.2 Método de Vogelp. 21
- 1.2.3 Método combinadop. 22
- 1.3 OUTFLOWp. 29
- 1.3.1 Gradiente de presiónp. 25
- 1.3.2 Pérdidas por fricciónp. 27
- 1.3.3 Presión en cabezap. 28
- 1.4 CURVA DEL SISTEMAp. 29
- 1.4.1 Pozos en flujo naturalp. 29
- 1.4.2 Pozos con levantamiento artificialp. 30
- 1.4.3 Flujo multifásicop. 31
- 1.5 LEVANTAMIENTO DINAMICO TOTALp. 32
- 1.5.1 Levantamiento vertical netop. 33
- SOFTWARE DESIGNPRO®p. 35
- 2.1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSp. 38
- 2.2 ESTADO MECANICO DEL POZOp. 39
- 2.3 INFLOWp. 29
- 2.4 CRITERIOS DE DISEÑOp. 43
- 2.5 BOMBA CENTRIFUGAp. 44
- 2.6 SEPARADOR DE GASp. 48
- 2.7 PROTECTORp. 50
- 2.8 MOTOR ELECTRICOp. 52
- 2.9 SENSORp. 35
- PRODUCCIONp. 55
- 3.1 DATOS DE PRODUCCIONp. 57
- 3.2 RESULTADOS DE LA SIMULACIONp. 57
- 3.2.1 Pozo 01p. 59
- 3.2.2 Pozo 02p. 60
- 3.2.3 Pozo 03p. 61
- 3.2.4 Pozo 04p. 62
- 3.2.5 Pozo 05p. 63
- 3.2.6 Pozo 06p. 64
- 3.2.7 Pozo 07p. 65
- 3.2.8 Pozo 08p. 66
- 3.2.9 Pozo 09p. 67
- 3.2.10 Pozo 10p. 68
- MAGDALENA MEDIOp. 69
- 4.1 INFORMACION TECNICA DEL POZO 01p. 70
- 4.1.1 Equipo propuestop. 71
- 4.2 INFORMACION TECNICA DEL POZO 02p. 72
- 4.2.1 Equipo propuestop. 71
- 4.3 INFORMACION TECNICA DEL POZO 03p. 74
- 4.3.1 Equipo propuestop. 71
- 4.4 INFORMACION TECNICA DEL POZO 04p. 76
- 4.4.1 Equipo propuestop. 71
- 4.5 INFORMACION TECNICA DEL POZO 05p. 78
- 4.5.1 Equipo propuestop. 71
- 4.6 INFORMACION TECNICA DEL POZO 06p. 80
- 4.6.1 Equipo propuestop. 71
- 4.7 INFORMACION TECNICA DEL POZO 07p. 82
- 4.7.1 Equipo propuestop. 71
- 4.8 INFORMACION TECNICA DEL POZO 08p. 84
- 4.8.1 Equipo propuestop. 71
- 4.9 INFORMACION TECNICA DEL POZO 09p. 86
- 4.9.1 Equipo propuestop. 71
- 4.10INFORMACION TECNICA DEL POZO 10p. 88
- 4.10.1 Equipo propuestop. 71
- 5. ANALISIS FINANCIEROp. 90
- 5.1 COSTOS OPERATIVOS (OPEX)p. 90
- 5.2 PRODUCCION DIARIAp. 96
- 5.3 INGRESOSp. 98
- 5.4 INVERSION INICIAL (CAPEX)p. 99
- 5.5 DEPRECIACIONES E IMPUESTOSp. 99
- CAJA DEL PROYECTOp. 100
- 5.7 INDICADORES DE RENTABILIDADp. 104
- 5.8 RESULTADOSp. 103
- 5.8.1 Pozo 01p. 59
- 5.8.2 Pozo 02p. 60
- 5.8.3 Pozo 03p. 61
- 5.8.4 Pozo 04p. 62
- 5.8.5 Pozo 05p. 63
- 5.8.6 Pozo 06p. 64
- 5.8.7 Pozo 07p. 65
- 5.8.8 Pozo 08p. 66
- 5.8.9 Pozo 09p. 67
- 5.8.10 Pozo 10p. 68
- CONCLUSIONESp. 114
- RECOMENDACIONESp. 116
- BIBLIOGRAFIAp. 117
- Figura 1. Curva inflow para el método de la línea rectap. 20
- Figura 2. Curva inflow para el método de Vogelp. 21
- Figura 3. Curva inflow para el método combinadop. 22
- Figura 4. Curva outflowp. 24
- Figura 5. Curva del sistema para pozos en flujo naturalp. 29
- Figura 6. Curva del sistema para pozos con levantamiento artificialp. 30
- Figura 7. Curva del sistema para pozos con flujo multifásicop. 31
- Figura 8. Equipo de bombeo electrosumergiblep. 35
- Figura 9. Ventana de inicio DesignPro®p. 38
- Figura 10. Ventana para ingreso de las propiedades de los fluidosp. 39
- Figura 11. Ventana para establecer el estado mecánico del pozop. 40
- Figura 12. Ventana para modelar el desempeño del pozop. 41
- Figura 13. Curva de desempeño del pozop. 42
- Figura 14. Ventana para ingresar criterios de diseñop. 43
- Figura 15. Bomba centrífuga multietapasp. 45
- Figura 16. Curva de eficiencia de la bombap. 46
- Figura 17. Ventana para la selección de la bombap. 47
- Figura 18. Separador de gasp. 49
- Figura 19. Ventana para la selección del separador de gasp. 50
- Figura 20. Protectorp. 51
- Figura 21. Ventana para la selección del protectorp. 52
- Figura 22. Motor eléctricop. 53
- Figura 23. Ventana para la selección del motorp. 54
- Figura 24. Ventana para establecer la pérdida de eficiencia en la bombap. 56
- Figura 25. Tendencia de las variables de operaciónp. 58
- Figura 26. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 01p. 59
- Figura 27. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 02p. 60
- Figura 28. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 03p. 61
- Figura 29. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 04p. 62
- Figura 30. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 05p. 63
- Figura 31. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 06p. 64
- Figura 32. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 07p. 65
- Figura 33. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 08p. 66
- Figura 34. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 09p. 67
- Figura 35. Curva de eficiencia para la bomba del pozo 10p. 68
- Tabla 1. Metalurgia típica de bombas centrífugasp. 48
- Tabla 2. Prueba de producciónp. 57
- Tabla 3. Casos comparativos para el pozo 01p. 70
- Tabla 4. Casos comparativos para el pozo 02p. 72
- Tabla 5. Casos comparativos para el pozo 03p. 74
- Tabla 6. Casos comparativos para el pozo 04p. 76
- Tabla 7. Casos comparativos para el pozo 05p. 78
- Tabla 8. Casos comparativos para el pozo 06p. 80
- Tabla 9. Casos comparativos para el pozo 07p. 82
- Tabla 10. Casos comparativos para el pozo 08p. 84
- Tabla 11. Casos comparativos para el pozo 09p. 86
- Tabla 12. Casos comparativos para el pozo 10p. 88
- Tabla 13. Costos del consumo eléctrico mensualp. 91
- Tabla 14. Servicios de monitoreo y mantenimiento mensualp. 93
- Tabla 15. Lifting Costp. 94
- Tabla 16. Producción diaria de aceite y aguap. 96
- Tabla 17. Precio de los equiposp. 99
- Tabla 18. Desvalorización anual de los equiposp. 100
- Tabla 19. Flujo de caja para el pozo 01p. 104
- Tabla 20. Indicadores de rentabilidadp. 104
- Tabla 21. Flujo de caja para el pozo 02p. 105
- Tabla 22. Declinación de la producciónp. 105
- Tabla 23. Flujo de caja para el pozo 03p. 106
- Tabla 24. Indicadores de rentabilidadp. 106
- Tabla 25. Flujo de caja para el pozo 04p. 107
- Tabla 26. Indicadores de rentabilidadp. 107
- Tabla 27. Flujo de caja para el pozo 05p. 108
- Tabla 28. Indicadores de rentabilidadp. 108
- Tabla 29. Flujo de caja para el pozo 06p. 109
- Tabla 30. Indicadores de rentabilidadp. 109
- Tabla 31. Flujo de caja para el pozo 07p. 110
- Tabla 32. Declinación de la producciónp. 110
- Tabla 33. Flujo de caja para el pozo 08p. 111
- Tabla 34. Declinación de la producciónp. 111
- Tabla 35. Flujo de caja para el pozo 09p. 112
- Tabla 36. Indicadores de rentabilidadp. 112
- Tabla 37. Flujo de caja para el pozo 10p. 113
- Tabla 38. Indicadores de rentabilidadp. 113