Diseño de Aparejos de Producción - I

Las sartas o aparejos de producción son el medio por el cual se transportan los fluidos del yacimiento a la superficie y pueden clasificarse dependiendo de las condiciones del yacimiento como: fluyente, de bombeo neumático, bombeo mecánico, bombeo electro-centrífugo y bombeo hidráulico. Seleccionar, diseñar e instalar un aparejo de producción es una parte crítica en cualquier programa de operación durante la intervención de un pozo ya sea en una terminación y/o reparación. En un diseño hay que tomar en cuenta el ángulo del pozo, los fluidos de perforación, peso, velocidad de rotaria y otros procedimientos de operación. Propiedades de la Tubería y de las Juntas

Esfuerzo de torsión en las juntas. Es una función de variables como:
· Esfuerzo del acero
· Tamaño de conexión
· Forma de la Rosca
· Carga
· Coeficiente de Fricción

El área de piñón o caja controla grandes factores y está sujeta a amplias variaciones. El diámetro exterior de la caja y el diámetro interior determinan los esfuerzos de la junta en torsión, el diámetro exterior afecta el área de la caja y el diámetro interior afecta el área del piñón. Al seleccionar el diámetro interior y exterior se determinan las áreas del piñón y la caja, estableciendo los esfuerzos de torsión teóricos, la más grande reducción de estos esfuerzos de una junta durante su vida de servicio ocurre con el uso del diámetro exterior. Es posible incrementar el esfuerzo de torsión haciendo juntas con diámetro exteriores grandes y diámetros interiores reducidos.

Análisis Nodal

El análisis nodal puede ser realizado con cualquiera de los software que existen en el mercado (WEM, Flo System, y otros desarrollados por otras compañías de servicio) y nos permite crear un modelo que simula el comportamiento de producción de pozo ajustándolo al gasto y presión de fondo fluyendo del pozo, lo que nos lleva a corroborar o descartar la presencia de daño total del pozo (cuando existen curvas de variación de presión, su interpretación y combinación con el análisis nodal resulta una herramienta muy poderosa para obtener el daño del pozo), para ello requiere de información del yacimiento, datos del pozo y de los fluidos producidos, de esta manera es posible corroborar los datos de daño y demás parámetros del yacimiento.

Optimización de aparejos de producción - II

Los fluidos que entran al pozo a través del intervalo disparado o agujero descubierto, vienen fluyendo por el medio poroso de la formación productora pasan a través de la vecindad del pozo y siguen su curso por el aparejo de producción. Estos fluidos a su llegada a la vecindad del pozo requieren ser levantados hasta la superficie. Esta acción necesita la actuación del gradiente de presión fluyendo entre el fondo y el cabezal del pozo. Este gradiente a su vez, consiste de la diferencia de energía potencial (presión hidrostática) y la caída de presión por fricción. La magnitud depende de la profundidad del yacimiento y define el tipo de sistema de producción que va a ser colocado en el pozo. Esto significa que si la presión de fondo es suficiente para levantar los fluidos hasta la superficie se considera un pozo fluyente, en caso contrario se requiere de un sistema artificial, como puede ser el “levantamiento mecánico”, reducción de la densidad del fluido en el pozo y por consiguiente reducción de la presión hidrostática (“gas lift”).

Optimización de aparejos de producción - I

Análisis del sistema de Producción de los Pozos 

La figura 11.7 muestra en general las partes principales que componen el sistema de producción de un pozo. En este apartado analizaremos la importancia de la Ingeniería encaminada a optimizar los accesorios que son introducidos al pozo, y a través de los cuales finalmente se extraen los hidrocarburos líquidos, gases y todos sus derivados. La gran importancia que representa la optimización de estos aparejos, se debe principalmente a que es el único medio mecánico con el cual se cuenta para variar el comportamiento de un pozo.

Figura 11.7 Componentes de un sistema de producción

Conexiones superficiales para el sistema de bombeo Hidráulico

En el sistema de bombeo hidráulico, el crudo (o agua) se toma del tanque de almacenamiento y se alimenta a la bomba triple múltiple. El fluido de potencia, ahora con la presión aumenta por la bomba triple, está controlado por las válvulas en la estación de control y distribuido en uno o más pozos. El fluido de potencia pasa a través de las válvulas del cabezal del pozo y es dirigido a la bomba al fondo del pozo. En una instalación de bomba de pistón, este fluido de potencia acciona el motor que a su vez acciona la bomba. El fluido de potencia regresa a la superficie con el crudo producido y es enviado por la tubería al tanque de almacenamiento.

Conexiones superficiales para el sistema de bombeo electrocentrífugo

Este sistema normalmente hace uso de un equipo auxiliar que consta de un sistema de generación de 500 kw, un sistema de cuarto de control el cual contiene una unidad de computo, unidad de choque, impresora, transformador, variador de velocidad, además de estos dos componentes se tiene un filtro de armónicas que sirve para evitar las oscilaciones en cuanto a la energía, ya que al paso del tiempo, las variaciones de voltaje pueden dañar el equipo BEC (Fig. 11.6). Primeramente se debe de aligerar la columna hidrostática generada por el fluido de control, una vez que empiece a manifestar el pozo con presencia de aceite se iniciará la puesta en marcha del BEC.

Conexiones superficiales para el sistema de bombeo mecánico

Respecto a este sistema artificial de producción varia en cuanto al tipo y marca de su diseño, por ejemplo en el caso de bimbas convencionales, en la siguiente figura se muestra algunos de sus accesorios (Figuras 11.3, 11.4 y 11.5).