Especialización en Producción de Hidrocarburos · 2016
Metodología de cálculo de requerimiento y costos de energía de equipos de superficie involucrados en la activación de pozos con sistemas de levantamiento artificial esp para optimizar los gastos operativos y contribuir a la reducción de emisiones de gases contaminantes
Se desarrolla un método de selección de los equipos de superficie de los sistemas de levantamiento artificial ESP. Se analiza la eficiencia de cada uno de los componentes del sistema para dar herramientas que enfoquen a los ingenieros en la búsqueda de la reducción de los costos operacionales y las emisiones de gases contaminantes. En lo referente a los sistemas eléctricos se analiza su eficiencia bajo diferentes condiciones de operación identificando que afecta su desempeño y por ende incrementa los costos operativos. Se revela que a pesar de su alta eficiencia son susceptibles de reducir su desempeño cuando se operan con baja carga o se les suministra una tensión inadecuada. En lo que respecta al componente hidráulico se presenta el procedimiento de cálculo de eficiencia, de tal forma que sirva de guía para analizar en donde se concentran los problemas de eficiencia que generan sobrecostos bien sea en un pozo existente o en un nuevo completamiento. Se presenta como valorar la emisión de gases contaminantes producidos en la generación de energía y el cálculo del potencial de reducción de emisiones de gases contaminantes si se mejora la eficiencia de los sistemas electrosumergibles. Se muestra como el consumo de energía en función de la cantidad de fluido y de la distancia vertical a vencer es el indicador adecuado para evaluar los costos variables del negocio de producción de hidrocarburos. Se presenta un método para calcular los costos de energía de tal forma que sirva de herramienta para valorar proyectos de mejora de eficiencia en los sistemas electrosumergibles.
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Contenido
- Tabla 1: Información básica para diseño sistema ESPp. 13
- Tabla 2: Información de catálogos de fabricantesp. 14
- Tabla 3: Calculo presión a la entrada de la bombap. 14
- Tabla 4: Calculo cabeza dinámica totalp. 15
- Tabla 5: Potencia requerida por la bombap. 16
- Tabla 6: Calculo máxima temperatura ambiente de exposición del cable ESPp. 19
- Tabla 7: Calculo caída de tensión en el cable ESPp. 20
- Tabla 8: Perdidas de potencia en el cablep. 21
- Tabla 9: Evaluación económica selección motor y cablep. 21
- Tabla 10: Calculo de transformador elevador y variadorp. 22
- Tabla 11: Resistencia típica de conductores según tamañop. 30
- Tabla 12: Eficiencia de Variadores PWM en función de la cargap. 31
- Tabla 13: Eficiencia de transformadores sumergidos en aceite NEMA Class 1p. 32
- Tabla 14: Eficiencia teórica vs real en sistemas electrosumergiblesp. 36
- Tabla 15: Energía para la extracción de crudo y gas en los Estados Unidosp. 40
- Tabla 16: Emisiones generador de electricidad CAT 3516Gp. 40
- Tabla 17: Potencial de reducción de emisionesp. 41
- Tabla 18: Clasificación costos operacionalesp. 42
- Tabla 20: Listado costos de generación de energíap. 49
- Figura 1: Conteo taladros en Colombiap. 11
- Figura 2: Temperatura conductor en función de corriente y Temp ambientep. 18
- Figura 3: Pozos productores en los Estados Unidosp. 24
- Figura 4: Perdidas de energía en una unidad electrosumergiblep. 26
- Figura 5: Curvas promedio de desempeño de motores 5.6 In ODp. 28
- Figura 6: Desempeño motor de fondo con respecto al voltaje de placap. 28
- Figura 7: Curvas de Ampacidad para un cable No. 2 AWGp. 29
- Figura 8: Perdidas de energía de una bomba electrosumergiblep. 34
- Figura 9: Curva típica de desempeño bomba electrosumergiblep. 35
- Figura 10: Crecimiento de emisiones de CO2 (% P.A)p. 38
- Figura 11: Principales fuentes de emisión en la producción Onshore 2013p. 39
- Figura 12: Energía de levantamientop. 43
- Figura 13: Relación consumo de energía vs eficiencia del sistemap. 45
- Figura 14: Altura vertical total - distancia real de levantamientop. 46
- Figura 15: Relación costo de levantamiento y eficiencia del sistemap. 48
- Figura 16: Costo anual de energíap. 50