bombeo hidrahulico

135
. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS “ANÁLISIS DESCRIPTIVO DE LOS EQUIPOS DE PRUEBAS DE POZOS MEDIANTE BOMBEO HIDRÁULICO DE LA COMPAÑÍA SERTECPET” TRABAJO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS GUILLERMO FABRICIO VILLEGAS BONILLA DIRECTOR: ING. RAÚL BALDEÓN LÓPEZ Quito, Noviembre, 2013

Upload: gabis-valenzia

Post on 19-Jan-2016

60 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BOMBEO HIDRAHULICO

.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS

“ANÁLISIS DESCRIPTIVO DE LOS EQUIPOS DE PRUEBAS DE

POZOS MEDIANTE BOMBEO HIDRÁULICO DE LA COMPAÑÍA

SERTECPET”

TRABAJO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS

GUILLERMO FABRICIO VILLEGAS BONILLA

DIRECTOR: ING. RAÚL BALDEÓN LÓPEZ

Quito, Noviembre, 2013

Page 2: BOMBEO HIDRAHULICO

ii

© Universidad Tecnológica Equinoccial 2013

Reservados todos los derechos de reproducción

Page 3: BOMBEO HIDRAHULICO

i

DECLARACIÓN

Yo, GUILLERMO FABRICIO VILLEGAS BONILLA, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún

grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

_________________________

Guillermo Fabricio Villegas Bonilla

C.I. 1804480190

Page 4: BOMBEO HIDRAHULICO

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “ANÁLISIS DESCRIPTIVO

DE LOS EQUIPOS DE PRUEBAS DE POZOS MEDIANTE BOMBEO

HIDRÁULICO DE LA COMPAÑÍA SERTECPET” que, para aspirar al título de

TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS fue desarrollado por GUILLERMO FABRICIO

VILLEGAS BONILLA, bajo mi dirección y supervisión, en la facultad de

ciencias de la ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el

reglamento de trabajos de titulación artículos 18 y 25.

___________________

ING RAÚL BALDEÓN

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I. 170804253-4

Page 5: BOMBEO HIDRAHULICO

iii

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por darme la vida, la sabiduría y las fuerzas para enfrentar

valientemente mis retos y así poder culminar un proyecto más de mi arduo

caminar.

A la Universidad Tecnológica Equinoccial, la Carrera de Tecnología en

Petróleos, por saber proporcionarme los conocimientos adecuados y oportunos

para desarrollarme positivamente en cualquier ámbito profesional.

A mis padres Guillermo y Nelly quienes han sido el pilar de mi vida, que con su

ejemplo y amor; me han sabido guiar por un camino, lleno de valores y

principios morales, inculcándome perseverancia y ganas de luchar por mis

sueños e ideales.

A mí Director de Tesis: Ingeniero Raúl Baldeón, por brindarme

incondicionalmente su tiempo, sus conocimientos y su apoyo profesional para

que este proyecto se lleve a cabo.

A mi hermana, amigos y en especial a mí enamorada, personas importantes en

mi vida, quienes han sabido estar en las buenas y en las malas, apoyándome

constantemente para que no desmaye en el luchar de cada día.

A la compañía Sertecpet mi segundo hogar, un sincero agradecimiento por

abrirme las puertas para desarrollarme profesionalmente, de una manera

especial al Ingeniero Oswaldo Valle, persona de un alto valor humanitario quien

me ha autorizado recopilar la información necesaria para la elaboración de mi

proyecto de tesis.

Fabry.

Page 6: BOMBEO HIDRAHULICO

iv

DEDICATORIA

Con mucho cariño y un alto valor de estima, dedico el presente proyecto de

tesis; a personas que han sido parte fundamental de mí diario caminar:

A Dios ser supremo, encargado de proporcionarme la sabiduría necesaria para

desarrollarme como una persona responsable de mis actos, en donde la

constancia y dedicación han sido la base de mi actuar diario.

A mis padres que con su sacrificio y valor, me han apoyado oportunamente

para que mi esfuerzo sea el camino que me lleve a la cumbre más alta del éxito.

A todas esas personas que ocupan un lugar muy importante en mi corazón y

que son parte de mi vida, por su apoyo incondicional en momentos buenos y

malos.

.

Fabry

Page 7: BOMBEO HIDRAHULICO

v

ÍNDICE DE CONTENIDO

PÁGINA

RESUMEN XVI

ABSTRACT XVII

1. INTRODUCCION 1

1.1 OBJETIVO GENERAL 3

1.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3

2. MARCO TEÓRICO 4

2.1 PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO HIDRAULICO 4

2.2 COMPONENTES DEL EQUIPO 4

2.2.1 EQUIPOS DE SUPERFICIE 6

2.2.1.1 Tanques de almacenamiento, Tanques de Lavado,

Separadores y/o Tratadores 6

2.2.1.2 Bombas de Superficie 6

2.2.1.3 Múltiples de Control 7

2.2.1.4 Válvula de Control 7

2.2.1.5 Lubricadores 7

2.2.2 EQUIPOS DE SUBSUELO 8

2.2.2.1 Sistema de Fluido Motor 8

Page 8: BOMBEO HIDRAHULICO

vi

2.2.2.2 Bombas Hidráulicas 9

2.3 CAPACIDADES DE FUNCIONAMIENTO 10

2.4 FUNCIONAMIENTO 11

2.5 TIPOS DE BOMBEO HIDRÁULICO 12

2.5.1 BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET (CHORRO) 12

2.5.1.1 Ventajas 14

2.5.2 BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN 14

2.5.2.1 Arreglo de tubería 15

2.5.2.2 Bomba hidráulica de succión 16

2.6 RAZONES PARA PREFERIR BOMBAS PISTON O JET 18

2.7 VENTAJAS Y DESVENTAJAS GENERALES DEL BOMBEO

HIDRAULICO 19

2.8 FALLAS O PROBLEMAS DEL BOMBEO HIDRAULICO 20

2.8.1 PROBLEMAS DEL EQUIPO DE FONDO 21

2.8.1.1 Presión en el casing / la bomba no sale del asiento 21

2.8.1.2 La bomba sí se desasienta, pero no llega a la superficie 21

2.8.1.3 Falla de la válvula de pie, el packer o el casing 21

2.8.1.4 La bomba no se desasienta / no hay acumulación de presión 22

Page 9: BOMBEO HIDRAHULICO

vii

2.8.2 PROBLEMAS DEL EQUIPO EN SUPERFICIE 23

2.8.2.1 Ritmo normal de golpes por minuto (gpm), presión baja, y

producción baja (o nada) 23

2.8.2.2 Bomba de superficie 24

2.8.2.3 Chequeo de las válvulas 24

2.8.2.4 Baja presión de inyección 25

2.8.2.5 Caída gradual de la presión de inyección 25

2.8.2.6 Disminución brusca de la producción 25

2.8.2.7 Disminución gradual de la producción 26

2.8.2.8 Aumento brusco de la presión de inyección 26

2.8.2.9 Aumento gradual de la presión de inyección 27

2.9 SERTECPET, SERVICIOS Y MAQUINARIA 27

2.9.1 EVALUACION Y PRODUCCION DE POZOS 27

2.9.2 UNIDAD PORTATIL 28

2.9.2.1 Componentes de la MTU 30

2.9.2.2 Características y Especificaciones Técnicas 31

2.9.2.3 Ventajas de la MTU 37

2.9.2.4 Módulos de Fluido Motriz para Bombeo Hidráulico 40

Page 10: BOMBEO HIDRAHULICO

viii

2.9.2.5 Medición de Gas 40

2.9.3 EMPACADURAS PARA EVALUACIÓN DE POZOS 41

2.9.3.1 Empacadura Recuperable Rh 148 41

2.9.3.2 Empacadura Eskimo 43

2.9.3.3 Empacaduras De Compresión 45

2.9.4 HERRAMIENTAS DE COMPLETACIÓN DE FONDO 47

2.9.4.1 No - Go Nipple 47

2.9.4.2 Standing Valve 48

2.9.4.3 Camisas (Sliding Sleeve) 49

2.9.4.4 Crossover 50

2.9.4.5 Bleeder Valve 50

2.9.4.6 Pup Joint 50

2.9.4.7 Back Pressure Valve 51

2.9.4.8 Separation Tool 51

2.9.4.9 Probes 52

2.9.4.10 Pulling Tool 52

2.9.4.11 Running Tool 52

2.9.4.12 Válvula Reguladora De Presión 53

Page 11: BOMBEO HIDRAHULICO

ix

2.9.4.13 Couplings 53

2.9.4.14 Downhole Plug 54

3. METODOLOGÍA 56

3.1 BOMBAS JET 56

3.1.1 BOMBA JET CLAW® DIRECTA 59

3.1.2 BOMBA JET CLAW® REVERSA 61

3.1.3 BOMBA JET CLAW® SMART 65

3.1.4 GAUGE CARRIER 67

3.1.5 BOMBA JET CLAW® PARA CAVIDAD 68

3.1.6 RETRIEVER ASSEMBLY 69

3.1.7 COMPARACIÓN ENTRE LA BOMBA JET CLAW® DIRECTA

Y LA BOMBA JET CLAW® REVERSA 71

3.2 BOMBAS TIPO PISTÓN 71

3.2.1 BOMBA PISTON DE SIMPLE EFECTO 72

3.2.2 BOMBA PISTON DE DOBLE EFECTO 75

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 77

4.1 DISEÑO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL 77

4.2 INGENIERIA DE RESERVORIOS 79

Page 12: BOMBEO HIDRAHULICO

x

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES 97

RECOMENDACIONES 99

BIBLIOGRAFÍA 100

GLOSARIO 101

ANEXOS 103

Page 13: BOMBEO HIDRAHULICO

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1: Emblema de SERTECPET 2

Figura 2: Esquema básico de un Bombeo Hidráulico 5

Figura 3: Muestra de una Bomba Jet 13

Figura 4: Sistema de Bombeo Hidráulico tipo Pistón 15

Figura 5: Pistones 16

Figura 6: Bomba de Pistones Axiales 18

Figura 7: Movil Testing Unit (MTU) 29

Figura 8: Modelo 3406 DITA 32

Figura 9: Bomba Quintuplex 33

Figura 10: Separador Horizontal 34

Figura 11: Componentes externos de un separador 35

Figura 12: Plataforma de Movilización a escala 36

Figura 13: Paker RH 148 42

Figura 14: Packer Eskimo 44

Figura 15: Medidas de la Empacadura Eskimo 45

Figura 16: Medidas de las Empacaduras de Compresión 45

Page 14: BOMBEO HIDRAHULICO

xii

Figura 17: Empacaduras adicionales que ofrece SERTECPET 46

Figura 18: Principio físico de la Bomba Jet 56

Figura 19: Nomenclatura 58

Figura 20: BOMBA JET CLAW® DIRECTA 59

Figura 21: Plano Vista Horizontal de la Bomba Jet Claw® Directa 60

Figura 22: Medidas de la Bomba Jet Claw® Directa 60

Figura 23: BOMBA JET CLAW® REVERSA 62

Figura 24: Plano Vista Horizontal de la Bomba Jet Claw® Reversa 64

Figura 25: Medidas de la Bomba Jet Claw® Reversa 64

Figura 26: Medidas de la Bomba Jet Claw® Smart 65

Figura 27: Corte Transversal de la Bomba Jet Claw® Smart 66

Figura 28: Vista Frontal de Gauge Carrier 67

Figura 29: Detalle de la Cavidad de la Bomba Jet Claw® 68

Figura 30: Vista frontal y un corte transversal completo de la Retriever

Assembly. 70

Figura 31: Corte Transversal de una Bomba de Pistón de efecto simple. 74

Figura 32: Corte transversal de una Bomba de Pistón de Doble efecto. 76

Figura 33: Hoja de Datos Para Diseño de Bomba 78

Page 15: BOMBEO HIDRAHULICO

xiii

Figura 34: Programa Saphir 4.1 Kappa 80

Figura 35: Diagrama de Completación de Pozo 81

Figura 36: Reportes de Evaluación (Primera Hoja) 82

Figura 37: Reportes de Evaluación (Segunda Hoja) 83

Figura 38: Análisis Nodal con Bomba Jet Claw 84

Figura 39: Reporte de Análisis Nodal con Bomba Jet Claw 86

Figura 40: Reporte del Índice de Productividad (IPR), Método: Voguel 87

Figura 41: Registro de Selección de la Bomba Jet Claw 88

Figura 42: Reporte de Presiones y Temperaturas de Fondo realizado por

SERTECPET 89

Figura 43: Hoja de Datos para el Análisis 90

Figura 44: Programación del SENSOR 5576-5611 91

Figura 45: Secuencial Operativo 92

Figura 46: Resumen de evaluación y cierre de pozo 93

Figura 47: Registro del Sensor Serie 5578 94

Figura 48: Registro del Sensor Serie 5605 95

Figura 49: Diagrama de Completación de Pozo 96

Page 16: BOMBEO HIDRAHULICO

xiv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1: Razones Para Preferir Bombas Pistón o Jet 19

Tabla 2: Resumen de las Ventajas y Desventajas del Bombeo Hidráulico 20

Tabla 3: Datos técnicos de las Unidades Móviles de evaluación (Mobile testing

united) 37

Tabla 4: Ventajas de la Bombas Jet Hidráulicas 57

Tabla 5: Características, ventajas y funcionamiento del Retriever Assembly. 69

Tabla 6: Comparación entre la Bomba Jet Claw® Directa y la Bomba Jet Claw®

Reversa. 71

Tabla 7: Ventajas de las Bombas Tipo Pistón 72

Tabla 8: Características, Ventajas y Desventajas de la Bomba Pistón de Simple

Efecto 73

Tabla 9: Características y ventajas de la Bomba Pistón de Doble Efecto. 75

Page 17: BOMBEO HIDRAHULICO

xv

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1: Formato para la revisión de las Unidades del MTU 104

ANEXO 2: Comparacion Tecnica De Los Sistemas De Levantamiento

Artificial 106

ANEXO 3: Certificaciones de SERTECPET 108

ANEXO 4: Certificación de la Calibración de los Aparatos de Presión 110

Page 18: BOMBEO HIDRAHULICO

xvi

RESUMEN

El bombeo hidráulico es un sistema de levantamiento artificial muy eficaz, por lo

que es mayormente utilizado en los campos actualmente explotados por

SERTECPET, por ello son especialistas en este método.

Para una comprensión completa del funcionamiento del bombeo hidráulico, se

ha dividido, en el presente trabajo, su estudio de la siguiente manera:

En el primer capítulo definimos él porque es necesario un análisis descriptivo de

los equipos de pruebas de pozos mediante bombeo hidráulico en la compañía

SERTECPET, y el uso que puede darse al presente material

En el segundo capítulo hemos recopilado información y definimos el bombeo

hidráulico, sus partes, funcionamiento, tipos, ventajas, desventajas, y problemas

que presenta este sistema de levantamiento artificial.

En el tercer capítulo se describe distintas unidades que aportan en el buen

funcionamiento de un bombeo hidráulico, así como algunos accesorios

generales usados en la empresa SERTECPET.

En el cuarto capítulo se procedió a realizar el análisis del as diferentes tipos de

bomba jet y pistón que ofrece la compañía SERTECPET para satisfacer las

distintas necesidades del cliente.

Finalmente brindamos diferentes conclusiones y recomendaciones que hemos

obtenido a lo largo de este estudio.

Page 19: BOMBEO HIDRAHULICO

xvii

ABSTRACT

The hydraulic pump is an artificial lift system very effective, so it is mostly used

in the fields currently operated by SERTECPET therefore are specialists in this

method.

For a complete understanding of the operation of the hydraulic pump has been

divided, in this paper, their study as follows:

In the first chapter we define it because you need a descriptive analysis of well

testing equipment using hydraulic pumping SERTECPET company, and the use

that can be given to this item

In the second chapter we have collected information and define the hydraulic

pump, parts, operation, types, advantages, disadvantages and problems of this

artificial lift system.

In the third chapter describes various units that contribute to the proper

functioning of a hydraulic pump and some general accessories used in the

company SERTECPET.

In the fourth chapter we proceeded to perform the analysis of different types of

pumps as jet and piston SERTECPET company offering to meet different

customer needs.

Finally we provide different conclusions and recommendations we have

obtained throughout this study.

Page 20: BOMBEO HIDRAHULICO

1. INTRODUCCIÓN

Page 21: BOMBEO HIDRAHULICO

1

1. INTRODUCCION

El presente proyecto es realizado en la empresa SERTEPEC, la cual nace en

1990 integrada por los hermanos López Robayo que busca espacios dentro de

la actividad hidrocarburífera y energética, con el pasar del tiempo, dicha

empresa fue ganando reconocimiento por sus innovaciones tecnológicas y

avances en la extracción del tan codiciado oro negro.

En la producción de petróleo se requiere el consumo de energía para levantar el

fluido a la superficie; esta energía en un inicio es suministrada el yacimiento,

pero a medida que la presión declina, se hace necesario suministrar energía

externa.

En la presente investigación se va determinar la correcta utilización de los

diferentes equipos del Bombeo Hidráulico, así como su mantenimiento y los

distintos factores que afecten su funcionalidad.

En el bombeo hidráulico la energía es transmitida mediante un fluido a presión,

este fluido puede ser agua o petróleo dependiendo de factores ambientales y

económicos, a este fluido presurizado se lo conoce con el nombre “Fluido

Motriz” de fuerza o de poder. Su propósito es mantener una presión de fondo

adecuada de tal manera que el flujo del fluido en el pozo sea suficiente para

llegar a superficie. Este sistema se abastece de fluido motriz en la superficie, lo

pasa a través de una bomba de desplazamiento positivo para incrementar la

presión del líquido, se inyecta el líquido a presión dentro del pozo a través de

una sarta de tubería. Al fondo de la sarta de tubería de inyección, el líquido a

presión se introduce en una sección motriz hidráulica, colocada por debajo del

nivel del fluido a producir.

Un sistema de bombeo hidráulico, básicamente funciona tomando un líquido de

un reservorio de fluido motriz en la superficie, para posteriormente pasarlo a

Page 22: BOMBEO HIDRAHULICO

2

través de una bomba reciprocante Triplex o Quíntuplex de desplazamiento

positivo ubicada en la superficie, para incrementar la presión de líquido, e

inyecta el líquido a presión dentro de pozo a través de una sarta de tubería a la

bomba de sub-suelo (BHA) que permite llevar la producción junto con el fluido

motriz a superficie.

El éxito y la economía de cualquier instalación de fluido para el bombeo

hidráulico dependen en gran medida del sistema de acondicionamiento en

superficie, al suministrar un fluido motriz limpio.

Así, SERTECPET en los últimos años ha sido una empresa pionera en la

aplicación del bombeo hidráulico en los campos que actualmente lidera, sin

embargo todos los equipos utilizados en la actualidad fueron diseñados de

acuerdo a necesidades de trabajo distintas a las que en la actualidad tenemos,

estas sufrieron cambios producto de algunos factores como: la composición del

petróleo, tiempo de durabilidad, material, grado de desgaste, factores

corrosivos, etc. Por lo que necesitan de un mantenimiento o sustitución de

distintos equipos por nuevas tecnologías.

En la Figura 1 se muestra el emblema de la empresa.

Figura 1: Emblema de SERTECPET

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 23: BOMBEO HIDRAHULICO

3

1.1 OBJETIVO GENERAL

Describir los equipos de pruebas de pozos mediante Bombeo Hidráulico de la

Compañía SERTECPET, para su uso óptimo.

1.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar los rangos de capacidades de operación de los equipos.

Identificar los factores que afectan las operaciones de los equipos

para su máximo rendimiento.

Analizar la pertinencia de los equipos para tener un máximo

rendimiento.

Recomendar el uso adecuado, mantenimiento de acuerdo a su

funcionamiento.

Page 24: BOMBEO HIDRAHULICO

2. MARCO TEÓRICO

Page 25: BOMBEO HIDRAHULICO

4

2. MARCO TEÓRICO

El presente capítulo recopila diferentes conceptos básicos, funcionamientos de

ciertos equipos de prueba de pozo, ventajas, desventajas y tipos.

2.1 PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO HIDRAULICO

El Bombeo Hidráulico, es uno de los métodos de levantamiento artificial más

utilizados, se basa en un simple principio: “La presión ejercida sobre la

superficie de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las

direcciones” (Ley de Pascal). Aplicando este principio es posible inyectar desde

la superficie un fluido a alta presión que va a operar el pistón motor de la unidad

de subsuelo en el fondo del pozo. El pistón motor esta mecánicamente ligado a

otro pistón que se encarga de bombear el aceite producido por la formación.

Los fluidos de potencia más utilizados son agua y crudos livianos, los cuales

pueden provenir ambos del mismo pozo.

Para diferentes circunstancias, se tiene dos tipos de bombas: las que dan un

gran caudal a pequeña presión y las que dan un pequeño caudal a alta presión.

2.2 COMPONENTES DEL EQUIPO

Los componentes del Bombeo Hidráulico se clasifican en dos grupos:

Equipo de superficie

Equipo de subsuelo

Page 26: BOMBEO HIDRAHULICO

5

En la Figura 2, se muestra un las partes básicas de un Bombeo Hidráulico.

Figura 2: Esquema básico de un Bombeo Hidráulico

(Manual de SERTECPET, 2011)

Page 27: BOMBEO HIDRAHULICO

6

2.2.1 EQUIPOS DE SUPERFICIE

Entre los equipos de superficie se puede encontrar:

2.2.1.1 Tanques de almacenamiento, Tanques de Lavado, Separadores

y/o Tratadores

Cuando se utiliza petróleo como fluido de potencia en un sistema abierto, dicho

fluido se obtiene de tanques de almacenamiento o de oleoductos, de donde se

suministran al sistema de bombeo o de distribución.

Si se está en un sistema cerrado, el fluido de potencia, bien sea agua o petróleo

es manejado en un circuito cerrado, el cual debe disponer de su propio tanque

de almacenamiento y equipos de limpieza de sólidos, estos equipos operan

independientemente de las operaciones en las estaciones de producción.

2.2.1.2 Bombas de Superficie

Las bombas que transfieren el fluido motor en este tipo de levantamiento

artificial, pueden ser triples o múltiples, aunque por lo general las más

empleadas son las bombas triples.

a) Bombas triples:

Sus partes principales son: émbolo, camisa de metal a metal y válvula tipo bola.

b) Bombas múltiples:

Se dividen en: terminal de potencia y terminal de fluido.

El terminal de potencia comprende: el cigüeñal, la biela y los engranajes.

El terminal de fluido comprende: pistones individuales, cada uno con válvulas

Page 28: BOMBEO HIDRAHULICO

7

de retención y descarga, las mismas que suelen estar provistas de resortes.

Las bombas múltiples más comúnmente instaladas en el campo son las de

configuración horizontal.

2.2.1.3 Múltiples de Control

El múltiple e control sirve para dirigir flujos directamente a cada uno de los

pozos, desde una batería central. Los pozos pueden tener Medidores de flujo

global o individual en los múltiples de control de fluido de potencia.

Para regular y/o distribuir el suministro de fluido de potencia a uno o más pozos,

se usan varios tipos de válvulas de control. La válvula común a todos los

sistemas de bombeo libre es la de cuatro vías o válvula control del cabezal del

pozo.

2.2.1.4 Válvula de Control

La válvula de control es la encargada de regular la presión en un lado de la

línea del fluido de potencia del múltiple, dicha presión normalmente es mayor

que la presión más alta requerida por cualquiera de los pozos existentes.

La válvula de control de flujo constante rige la cantidad de fluido de potencia

necesaria en cada pozo cuando se emplea una bomba reciprocante.

2.2.1.5 Lubricadores

Son piezas tubería extendida con una línea lateral, que desvían el fluido cuando

se baja o se extrae la bomba del pozo. También se usa en el control de gases

corrosivos que pueden obstaculizar la bajada de la bomba o su remoción del

pozo.

Page 29: BOMBEO HIDRAHULICO

8

2.2.2 EQUIPOS DE SUBSUELO

Entre los componentes del subsuelo podemos enumerar los siguientes:

2.2.2.1 Sistema de Fluido Motor

El fluido motor en un sistema de bombeo hidráulico, es aquel que se encarga de

transmitir la potencia a la bomba que se encuentra en el subsuelo, así como

también lubrica todas las partes móviles de la misma,

El fluido motor y el fluido producido se transporta hacia la superficie a través de

un sistema de tuberías, que depende del tipo de fluido motor que haya sido

seleccionado, así como también de la potencia, bien sea un sistema de fluido

cerrado, o un sistema de fluido abierto.

Sistema de Fluido Cerrado (Fmc)

En este sistema el fluido motor se mezcla en el pozo, por lo que son necesarias

tres tuberías en el fondo, la primera para inyectar el fluido de potencia, la

segunda sirve para el retorno del fluido, y la tercera permite el paso del fluido

producido.

Sistema de Fluido Abierto (Fma)

En este sistema, el fluido motor se mezcla con el fluido producido, por lo cual

solo son necesarias dos tuberías, la primera para inyectar el fluido de potencia,

y la segunda para el retorno de dicha mezcla.

Page 30: BOMBEO HIDRAHULICO

9

2.2.2.2 Bombas Hidráulicas

Las bombas hidráulicas de subsuelo son el principal componente del sistema en

el fondo del pozo.

Las bombas hidráulicas utilizan un pistón accionado por cabillas, junto con dos

o más válvulas de retención. Estas pueden ser de acción simple o de acción

doble.

La bomba de acción simple desplaza el fluido a la superficie, en un recorrido

ascendente o descendente (no en ambos).

La bomba de acción doble tiene válvulas de succión y de descarga en ambos

lados del pistón, por lo que la bomba desplaza fluido hasta la superficie en

ambos recorridos, ascendente y descendente, con la acción combinada de

apertura y cierre de las válvulas de succión y de descarga del pistón.

Bombeo por cabilla e hidráulico:

En una instalación de bombeo por cabillas la unidad de superficie y la bomba de

subsuelo se unen por medio de la sarta de cabillas. En cambio, en una unidad

de bombeo hidráulico, la cabilla se encuentra en el interior de la bomba. Las

bombas de cuatro vías se usan en el motor para cambiar la alta presión del

fluido de potencia abaja presión y descarga en ambos lados del pistón del

motor, de manera alternativa. Estas válvulas del motor se utilizan con bombas

de doble acción, para dar igual fuerza en el recorrido ascendente y

descendente.

Una bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de

una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un

lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas

Page 31: BOMBEO HIDRAHULICO

10

estén sometidas precisamente a esa presión.

Los sistemas de bombeo hidráulico proporcionan una flexibilidad extraordinaria

en la instalación y capacidad de funcionamiento para cumplir una amplia gama

de requerimientos de extracción artificial. La instalación de la potencia

superficial puede ponerse en un lugar central para servir a pozos múltiples, o

como una unidad conveniente montada sobre patín localizada en el lugar del

pozo individual. El requerimiento de equipo mínimo en el cabezal del pozo

acomoda de cerca el pedestal de perforación espaciado de cerca, o las

terminaciones de plataforma, así como los requerimientos superficiales de perfil

bajo.

2.3 CAPACIDADES DE FUNCIONAMIENTO

Las capacidades de funcionamiento significativas de este sistema de hidráulico

de extracción incluyen:

Caudales de producción desde 100 hasta 15.000 BPD - ajustables en la

superficie, del 20 a 100% de capacidad

Profundidades de operación mayores de 15.000 pies

Selección de bombas de chorro de pistón de desplazamiento positivo

para que funcionen en tubos de 2" a 4 pulgadas

Las bombas de desplazamiento positivo pueden lograr máximo volumen

de desagüe remanente

Las bombas de chorro manejan altas relaciones de gas/petróleo, y fluidos

del pozo que son arenosos, corrosivos o de alta temperatura

Uso del agua o crudo producido como fluido de potencia

Sistemas de fluido de potencia cerrados para que las instalaciones de la

bomba de pistón aíslen el fluido de potencia de la producción

Page 32: BOMBEO HIDRAHULICO

11

Las bombas de chorro y de pistón pueden encajar intercambiadas en el

mismo conjunto del fondo del pozo de "bomba libre

2.4 FUNCIONAMIENTO

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 aumentada por la bomba triplex o quintuplex, está

controlada por las válvulas en la estación de control y distribuida 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 hoyo abajo. 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 tubería

a tanque de almacenamiento.

Todos los sistemas de bombeo hidráulico trabajan con los segmentos

funcionales nombrados y descritos brevemente a continuación:

a) Almacenamiento del fluido de potencia, el sistema de tanque depurador,

donde el crudo de potencia mezclado y la producción regresan del (los)

pozo(s) con el crudo que la bomba triple o quíntuple toma de la parte

superior del tanque.

b) Máquina motriz, este motor puede ser eléctrico, de gas o diesel.

c) Bomba superficial, son bombas triple/múltiple de alta presión están

diseñadas especialmente para este fin.

d) Estación de control, el fluido de potencia se puede dirigir a un múltiple de

distribución a cualquier distancia de la planta y de allí se puede controlar la

velocidad de la bomba de cada pozo de entre muchos.

e) Cabezal del pozo, la ausencia del equipe móvil permite muchas

Page 33: BOMBEO HIDRAHULICO

12

disposiciones de cabezales de pozo; arriba o abajo del suelo, arriba o

abajo del agua, etc.

f) Configuraciones subterráneas, son una variedad de sistemas hoyo abajo

se pueden utilizar. Dos tipos básicos son el de "tubería de revestimiento

libre" y el "libre paralelo".

g) Bomba hoyo abajo, la bomba utilizada en el subsuelo definirá el tipo de

bomba hidráulico utilizado. La bomba hidráulica de pistón es un dispositivo

de alta eficiencia volumétrica, sus debilidades operacionales en términos

de calidad del fluido motriz, no la hace una solución versátil y por el

contrario es muy limitada su aplicación, razón por la cual la más utilizada

es la bomba tipo jet.

2.5 TIPOS DE BOMBEO HIDRÁULICO

Los sistemas de bombeo hidráulico se dividen en dos clases de acuerdo al tipo

de bomba de subsuelo: bombas hidráulicas de pistón y las bombas hidráulicas

tipo jet.

2.5.1 BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET (CHORRO)

El bombeo hidráulico tipo Jet actúa mediante la transferencia de potencia a una

bomba de subsuelo con un fluido presurizado que es bombeado a través de la

tubería de producción. La bomba de subsuelo actúa como un transformador

convirtiendo la energía del fluido motriz en energía potencial o presión sobre los

fluidos producidos.

La bomba de subsuelo tipo Jet, logra su acción de bombeo mediante la

transferencia de energía entre dos corrientes de fluidos. La alta presión del

fluido motriz enviado desde la superficie pasa a través de una boquilla donde su

energía potencial o presiones convertida en energía cinética en la forma de

Page 34: BOMBEO HIDRAHULICO

13

chorro de fluido a gran velocidad. El fluido a producir es succionado y mezclado

con el fluido motriz en la garganta de la bomba y llevado a superficie. No

requiere de varillas o cables eléctricos para la transmisión de potencia a la

bomba de subsuelo. Es un sistema con dos bombas una en superficie que

proporciona el fluido motriz y una en el fondo que trabaja para producir los

fluidos de los pozos. La bomba de subsuelo puede ser instalada y recuperada

hidráulicamente o con unida desde cable. Los fluidos producidos pueden ser

utilizados como fluido motriz. Su mantenimiento es de bajo costo y de fácil

implementación.

En la Figura 3 se muestra un ejemplo de bomba jet normalmente utilizada.

Figura 3: Muestra de una Bomba Jet

(BOMBEO HIDRÁULICO DE SERTECPET, 2009)

Page 35: BOMBEO HIDRAHULICO

14

2.5.1.1 Ventajas

Son muchas las ventajas del bombeo hidráulico tipo jet, mencionamos

entre otras: Flexibilidad en la rata de producción.

Cálculo de la Pwf en condiciones fluyentes por el programa de diseño.

La bomba Jet no tiene partes móviles lo que significa alta duración y

menor tiempo en tareas de mantenimiento.

Puede ser instalada en pozos desviados.

Pueden ser fácilmente operadas a control remoto.

Puede bombear todo tipo de crudos, inclusive crudos pesados.

Las bombas de subsuelo pueden ser circuladas o recuperadas

hidráulicamente. Esta ventaja es muy importante porque reduce los

requerimientos de los equipos de reacondicionamiento (workover)

para hacer el mantenimiento a los equipos de subsuelo.

La bomba Jet es fácilmente optimizada cambiando el tamaño de la

boquilla y la garganta.

Muy apropiadas para instalación de medidores de presión debido a su

baja vibración.

Muy apropiadas para zonas urbanas o cerca de zonas urbanas,

plataformas costa afuera y zonas ambientalmente sensibles.

Puede manejar fluidos contaminados con CO2, SO2, gas y arena.

2.5.2 BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN

En la Figura 4 se muestra la estructura básica de un sistema de bombeo

hidráulico tipo pistón.

Page 36: BOMBEO HIDRAHULICO

15

Figura 4: Sistema de Bombeo Hidráulico tipo Pistón

(MANUAL KOBE, 2010)

En el caso de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón, el equipo de subsuelo está

formado básicamente por los siguientes componentes:

2.5.2.1 Arreglo de tubería

Permite clasificar los diferentes tipos de instalaciones del sistema, tales como:

tipo insertable fijo, entubado fijo, bomba libre tipo paralelo y tipo entubado.

Page 37: BOMBEO HIDRAHULICO

16

2.5.2.2 Bomba hidráulica de succión

El principio de operación es similar al delas bombas del Bombeo Mecánico, sólo

que en una instalación de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón, la cabilla se

encuentra en el interior de la bomba. Las bombas hidráulicas se clasifican en

bombas de acción sencilla y las de doble acción. Las de acción sencilla

desplazan fluido a la superficie en un solo sentido, es decir, en el movimiento de

ascenso o descenso. Las de doble acción desplazan fluido hasta la superficie

en ambos recorridos, ya que poseen válvulas de succión y de descarga en

ambos lados del pistón que combinan acciones de apertura y cierre de las

válvulas de succión y descarga del mismo.

En la Figura 5 se muestra las distintas acciones que realizan los pistones en el

funcionamiento de la bomba.

Figura 5: Pistones

(BOMBEO HIDRÁULICO DE SERTECPET, 2009)

Page 38: BOMBEO HIDRAHULICO

17

Las bombas de pistones están formadas por un conjunto de pequeños pistones

que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los

pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. Estas bombas

disponen de varios conjuntos pistón-cilindro de forma que mientras unos

pistones están aspirando líquido, otros lo están impulsando, consiguiendo así

un flujo menos pulsante; siendo más continuo cuantos más pistones haya en la

bomba; el líquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y

posteriormente es expulsándolo en su carrera de compresión, produciendo así

el caudal.

Las bombas de pistones tienen, en general, mayor eficiencia que cualquier otro

tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo más elevadas que las

bombas de engranajes o de paletas. Las tolerancias muy ajustadas de estas

bombas las hacen muy sensibles a la contaminación del líquido. Según la

disposición de los pistones con relación al eje que los accionan, estas bombas

pueden clasificarse en tres tipos:

Axiales: los pistones son paralelos entre si y también paralelos al eje.

Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios.

Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por

bielas

De todos los tipos nombrados, los que más se utilizan actualmente son las

primeras de pistones axiales, por esta razón nos vamos a referir a este tipo de

bombas y descartaremos los demás tipos.

En la Figura 6 se muestra el funcionamiento interno de una bomba de pistones.

Page 39: BOMBEO HIDRAHULICO

18

Figura 6: Bomba de Pistones Axiales

(BOMBEO HIDRÁULICO DE SERTECPET, 2009)

Las bombas tipo pistón no son aconsejables en pozos con alta relación gas-

aceite ya que si el fluido de producción contiene mucho fluido gaseoso, la

capacidad de manejar el fluido liquido disminuye cada vez que el gas aumente,

lo que traduce baja eficiencia.

2.6 RAZONES PARA PREFERIR BOMBAS PISTON O JET

En la Tabla 1 se realiza una comparación de las razones para escoger un tipo

de Bombeo Hidráulico.

Page 40: BOMBEO HIDRAHULICO

19

Tabla 1: Razones Para Preferir Bombas Pistón o Jet

# CONDICIONES LIMITANTES DE

OPERACION PISTON JET

1 Baja presión de entrada a la bomba Sí No

2 Mala calidad de fluido motriz No Sí

3 Grandes volúmenes Bomba tipo E No Sí

4 Alta relación Gas – Petróleo (GOR) No Sí

5 Alta corrosión No Sí

6 Utilización de agua como fluido motriz No Sí

7 Ahorro de potencia (HP) en superficie Sí No

8 Presencia de arena en la formación Sí

9 Presencia de parafina

10 Presencia de escala

11 Pozos profundos Sí Sí

12 Restricción de producción Sí Sí

13 Bajo costo de operación No Sí

2.7 VENTAJAS Y DESVENTAJAS GENERALES DEL BOMBEO

HIDRAULICO

En la Tabla 2 se realiza una comparación de las ventajas y desventajas que

tiene de manera general en Bombeo Hidráulico.

Page 41: BOMBEO HIDRAHULICO

20

Tabla 2: Resumen de las Ventajas y Desventajas del Bombeo Hidráulico

VENTAJAS DESVENJAS

Pueden ser usados en pozos

profundos (+/- 18000 pies).

Costo inicial alto y diseño

complejo.

No requieren taladro para

remover el equipo de subsuelo.

Altos costos en la reparación del

equipo.

Puede ser utilizado en pozos

desviados, direccionales y sitios

inaccesibles.

Las instalaciones de superficie

presentan mayor riesgo, por la

presencia de altas presiones.

Varios pozos pueden ser

controlados y operados desde

una instalación central de control.

No es recomendable en pozos de

alto RGP.

Puede manejar bajas

concentraciones de arena. Problemas de corrosión.

Las bombas pueden ser

recuperadas por recirculación.

Susceptible a problemas por la

presencia de gas.

Puede usar gas o electricidad

como fuente de poder

Requiere gran cantidad de

petróleo para el circuito cerrado

No se requiere de taladro para el

cambio de las bombas

Producción de sólidos causan

problemas

2.8 FALLAS O PROBLEMAS DEL BOMBEO HIDRAULICO

El bombeo hidráulico como todo sistema de levantamiento artificial, presenta

distintos problemas que definiremos a continuación:

Page 42: BOMBEO HIDRAHULICO

21

2.8.1 PROBLEMAS DEL EQUIPO DE FONDO

El equipo del fondo de pozo tiene distintos problemas como:

2.8.1.1 Presión en el casing / la bomba no sale del asiento

Si puede desarrollarse la presión por el lado del casing, pero no se puede

desasentar la bomba, es obvio que algo se ha acumulado alrededor de la

bomba en la cavidad.

La acumulación podría darse alrededor de las copas de asentamiento en el

cuello de sellamiento de la cavidad o fuera de cilindro de la propia bomba por

debajo del cuello de sellamiento de la cavidad. Una acumulación debajo de

dicho cuello impediría que el extremo inferior de la bomba pase a través del

cuello.

2.8.1.2 La bomba sí se desasienta, pero no llega a la superficie

Si es evidente que la bomba se ha desasentado pero no llega a la superficie

después de un tiempo normal es probable que las copas de swabeo en el

recuperador se han salido, en la válvula de pie no funciona, o que existe alguna

obstrucción en la tubería, como parafina. Esto puede verificarse, pero el

proceso puede complicarse bastante.

2.8.1.3 Falla de la válvula de pie, el packer o el casing

Si puede determinarse, mediante mediciones en el tanque de fluido motriz en

una pérdida de fluido del recipiente de acondicionamiento que se está

Page 43: BOMBEO HIDRAHULICO

22

perdiendo fluido dentro del pozo. Si es así, entonces la válvula de pie, el packer

o el casing tiene fuga.

2.8.1.4 La bomba no se desasienta / no hay acumulación de presión

En las operaciones cuando se quiere sacar la bomba hidráulicamente no hay

ninguna indicación de que la bomba se haya salido de su asiento, y no se

puede desarrollar la presión necesaria, puede haber varios motivos como:

Tubería perforada

Probablemente el problema más fácil de detectar será un hueco en la sarta de

tubería. No debe haber retornos de regreso por la sarta de tubería hasta que la

bomba se desasiente. Por lo tanto si la bomba no se desasienta y si hay

retornos por el lado de la tubería entonces el fluido está pasando desde el

casing hasta la tubería en algún punto de la bomba. Esto no implicaría ninguna

pérdida de fluido motriz en el pozo.

Pérdida del fluido motriz

Si se detecta una pérdida de fluido motriz su causa podría ser:

Una fuga de packer.

Un hueco en el casing

Daños en el diámetro exterior del asiento de la válvula de pie.

Incremento en el fluido motriz

Page 44: BOMBEO HIDRAHULICO

23

Si el ritmo de la bomba no sube, aunque se mande mucho más fluido motriz al

pozo:

Primeramente hay que asegurarse que la bomba multiplex y la presión de

succión de la bomba estén bien.

Si están bien todos los elementos, la causa puede ser desgaste en la sección

motriz de la bomba, daños en el cuello de sellamiento, destrucción de los

cuellos de la bomba o una fuga en la tubería de alta presión.

Existen causas para que el sistema se apague, éstas pueden ser por presión

baja debido a que hay un hueco en la tubería o una falla de la bomba en el

fondo del pozo o por descarga alta, esto debido a que la boquilla puede estar

bloqueada en la bomba jet o a la acumulación de parafina en la tubería.

2.8.2 PROBLEMAS DEL EQUIPO EN SUPERFICIE

En el equipo de superficie se pueden presentar problemas como:

2.8.2.1 Ritmo normal de golpes por minuto (gpm), presión baja, y producción baja (o nada)

Esta condición usualmente indica que el émbolo de la bomba se ha

desconectado de la varilla central. La causa puede ser una varilla central rota o

un émbolo que se destornilló.

La pérdida de presión es la clave en esta situación. En el bombeo hidráulico hay

2 áreas expuestas a la presión: el émbolo de la bomba que se expone a la

presión hidrostática de descarga, y el pistón de la sección motriz que se

expone a las presiones del fluido motriz; si se pierde el área del émbolo, la

Page 45: BOMBEO HIDRAHULICO

24

pérdida y la presión del fluido motriz será equivalente al área del émbolo.

Esta condición puede indicar también una fuga de la bola y asiento de la válvula

corrediza de la bola y asiento de la válvula de pie, rines desgastados en el

émbolo, un cilindro reventado en la bomba, copas de asentamiento rupturadas

o una fuga en la válvula de pie de la tubería.

2.8.2.2 Bomba de superficie

Una causa común de que el sistema se apague por baja succión o descarga se

debe a las propias bombas. Asegúrese que las válvulas se encuentren abiertas.

Siempre que se inicie la operación se recomienda arrancar el motor sin carga y

con la válvula de alivio bien calibrada.

2.8.2.3 Chequeo de las válvulas

Si estas verificaciones no revelan las razones de los volúmenes bajos, es

necesario chequear las válvulas.

Para verificar la eficiencia volumétrica de las bombas de superficie, se emplea

el siguiente procedimiento:

• Verificar las RPM de la multiplex.

• Verificar el caudal de inyección.

• Verificar la presión de descarga.

• Verificar el desplazamiento efectivo utilizando el medidor de fluido

motriz. Si el desplazamiento efectivo es menor al 85% del

desplazamiento nominal, entonces debe tomarse la acción apropiada.

Page 46: BOMBEO HIDRAHULICO

25

2.8.2.4 Baja presión de inyección

Este problema operacional puede deberse a:

• Bomba trabaja con bajas RPM

• Falla de la bomba hidráulica en donde parte del fluido motriz pasa sin

actuar sobre la bomba.

• Fuga de fluido motriz en el tubing por rotura del mismo.

• Fuga de fluido motriz entre la estación centralizada o individual y el

pozo.

• Rotura del nozzle

2.8.2.5 Caída gradual de la presión de inyección

Normalmente la velocidad de la bomba se mantiene constante, esto puede

variar debido a los siguientes factores:

• Cambio en las condiciones del pozo; ya sea en aumento gradual del

nivel de fluido o del volumen del gas a través de la bomba.

• Fuga de fluido motriz en el tubing aumentándose gradualmente.

• Sellos rotos de la bomba

• Liqueo de tubería

• Recirculación por las válvulas de la bomba reciprocante

• By- pass liqueando

• Válvulas mal cerradas

2.8.2.6 Disminución brusca de la producción

Esto puede ser debido a:

Page 47: BOMBEO HIDRAHULICO

26

• Falla en la bomba hidráulica.

• Pérdidas en la tubería de producción ya sea en el pozo o en

superficie.

• Cambio brusco en las condiciones del pozo.

• Daño en la formación.

• Garganta cavitada.

• Dicharge body comunicado

• Falla del equipo de superficie

• Mal medido el tanque o medidor de caudal con fallas.

• Bomba taponada (no permite el ingreso de la producción)

• Bomba desasentada.

2.8.2.7 Disminución gradual de la producción

• Desgaste normal y progresivo en las partes de la bomba.

• Cambio en las condiciones del pozo, como disminución en la presión

de yacimiento (yacimientos de gas).

• Taponamiento gradual de la bomba.

• Rotura de sellos del packer (liqueo mínimo).

• Cavitación de la bomba.

2.8.2.8 Aumento brusco de la presión de inyección

Aumento de presión de inyección con bomba operando, debido a la

obstrucción en la línea de fluido motriz dentro del pozo o en la línea de

producción.

Aumento de presión de inyección con bomba sin operar, debido al

taponamiento de la bomba, o que las válvulas de la línea de producción

Page 48: BOMBEO HIDRAHULICO

27

se encuentren cerradas.

2.8.2.9 Aumento gradual de la presión de inyección

• Taponamiento lento con sólidos del fluido motriz o cuerpos extraños

como: trapo, manilas; o corrosión de la tubería.

• Depósitos graduales de la escala u otro material en cualquier parte del

sistema.

• Incremento del Bsw.

2.9 SERTECPET, SERVICIOS Y MAQUINARIA

SERTECPET es una empresa ecuatoriana que provee productos y servicios a

la industria petrolera. Su especialidad es el bombeo hidráulico, su ingeniería en

petróleos, diseño y construcción de diferentes equipos y herramientas.

Los equipos actualmente utilizados en SERTECPET, requieren de constante

mantenimiento, por lo que los definiremos a continuación, junto con su

funcionamiento y las revisiones periódicas que son realizadas por los

operadores.

En el Bombeo Hidráulico, SERTECPET ofrece distintos tipos de bombas jet,

bombas pistón herramientas de completación de fondo, etc.

2.9.1 EVALUACION Y PRODUCCION DE POZOS

Para la evaluación y producción de pozos, SERTECPET presta los servicios de

operación de bombeo hidráulico para bombas jet y bombas pistón.

Page 49: BOMBEO HIDRAHULICO

28

Estos servicios se resumen en lo siguiente:

1. Inspección en taller de bombas hidráulicas jet y pistón.

2. Elaboración de listado de partes para la reparación.

3. Reparar las bombas pistón y jet.

4. Pruebas de funcionamiento en banco de pruebas.

5. Emisión del reporte con los parámetros de funcionamiento.

6. Instalación de las bombas en los pozos.

7. Provisión de personal especializado para la instalación y operación.

SERTECPET cuenta con la tecnología necesaria para evaluar pozos con el fin

de determinar su real potencial, parámetros de operación y recomendar las

mejores estrategias para la optimización de producción de los pozos en

evaluación.

2.9.2 UNIDAD PORTATIL

Movil Testing Unit (MTU), unidad móvil de prueba, es un equipo utilizado para la

evaluación y producción de pozos por medio del bombeo hidráulico.

La unidad móvil de prueba tiene como finalidad, generar la presión para que la

bomba jet pueda hacer producir un pozo.

Page 50: BOMBEO HIDRAHULICO

29

En la Figura 7 se muestra un claro esquema de la composición del MTU.

Figura 7: Movil Testing Unit (MTU)

(Manual Práctico de MTU de SERTECPET, 2011)

Page 51: BOMBEO HIDRAHULICO

30

Su funcionamiento básico consiste en: la bomba de desplazamiento positivo

(bomba quintuplex o triplex), que se encuentra acoplada a un motor a diésel

para su operación, tome el fluido motriz (agua o petróleo) proveniente de una

bomba Booster (bomba centrifuga), la misma que toma dicho fluido desde el

separador o tanque, con una presión baja (20 a 80 psi), y la entrega con una

alta presión (hasta 3500 psi), para luego ser inyectada al pozo.

El fluido inyectado es medido a través de un medidor de flujo MCII, luego el

fluido motriz más la producción del pozo retorna hasta el separador en donde se

separa agua, gas y petróleo. La producción del pozo es enviada a la Sub

Estación donde ingresa el fluido en un tanque Bota de gas, liberando gran

cantidad de gas que se envía la Tea para ser quemado junto con el gas

obtenido de los scrubbers.

El residuo que pasa a los scrubbers donde se separa nuevamente el gas del

crudo, posteriormente es enviado los tanques de almacenamiento, y el gas es

enviado al Daniel donde es medido por el medidor de la placa orificio y

posteriormente es enviada a la tea para ser quemado.

Luego de pasar el petróleo por todos los procesos descritos anteriormente se

procede a transportarlo mediante un vacuum hacia la estación central.

2.9.2.1 Componentes de la MTU

La MTU se divide principalmente en las siguientes partes:

Motor de Combustión interna

Caja de velocidades

Reductor de velocidades

Bomba de desplazamiento Positivo (Bomba Quintuplex)

Page 52: BOMBEO HIDRAHULICO

31

Manifold de Inyección

Modulo Separador Trifásico (Crudo, Gas, y Agua)

Plataforma para su movilización

2.9.2.2 Características y Especificaciones Técnicas

En el presente, se utilizan equipos con las siguientes especificaciones técnicas:

Motor a Diesel Caterpillar 3406.- El motor diesel funciona con pistones de

movimiento alternativo, ciclo de cuatro tiempos y su ignición se basa en la

compresión de aire hasta temperaturas superiores a los 1000 ºF, donde al llegar

al punto muerto superior inyecta el combustible que se mezcla con el aire

caliente e inmediatamente comienza a arder.

Características:

Motor de 6 cilindros en línea, con una potencia de 425 Hp a 2000 rpm.

Especificaciones:

Modelo 3406 DITA

1800 RPM

Potencia 350 HP

Completo con refrigeración para el radiador

Purificador de aire con indicador de servicio

Page 53: BOMBEO HIDRAHULICO

32

En la Figura 8, se muestra el motor convencionalmente utilizado en

SERTECPET.

Figura 8: Modelo 3406 DITA

(Manual Práctico de MTU de SERTECPET, 2011)

Caja de Velocidades Eaton o Fuller.- Equipo que proporciona las marchas

para la estabilización de la presión de inyección, posee 5 velocidades.

Reductor de Velocidades National Oilwell.- Es el equipo que reduce las rpm

del motor, entregando el adecuado par motor para el desplazamiento de los

plunger en el fluid end.

Relación de transmisión 4,38:1

Bomba De Desplazamiento Positivo National Oilwell 300Q-5H.- Bomba

quintuplex (5 cilindros en línea) con una capacidad de bombeo de 0.076 barr

Page 54: BOMBEO HIDRAHULICO

33

por cada carrera del pistón.

Especificaciones:

Bomba Quintuplex

300Q National Oilwell, 300 HP

Caudal 4800 BFPD, 400 RPM

Bomba Booster 150 psi – 5000 BFPD

En la Figura 9, se muestra la Bomba Quintuplex convencionalmente utilizada en

SERTECPET.

Figura 9: Bomba Quintuplex

(Manual de SERTECPET, 2011)

Page 55: BOMBEO HIDRAHULICO

34

Manifold de Inyección.- Conjunto de válvulas tapón de 2", que nos permite con

facilidad operar la inyección y retorno de fluido, o para reversar la bomba sin la

necesidad de cambiar las líneas, evitando de esta manera posibles

contaminaciones en las locaciones, únicamente abriendo y cerrando los by

pass.

Modulo Separador.- Separador trifásico (agua-petróleo-gas) con capacidades

que van desde 38 a 46 barr en normas ASME 150 y ANSI 300

Especificaciones:

Separador horizontal diámetro 60'', longitud 12'.

Capacidad proceso 8000 BFPD.

Capacidad estática 36 BLS.

Capacidad separación gas 1600 M std. Cu ft.

Tiempo de residencia 6.5 minutos.

En la Figura 10, se muestra el Separador horizontal convencionalmente

utilizada en SERTECPET.

Figura 10: Separador Horizontal

(Manual de SERTECPET, 2011

Page 56: BOMBEO HIDRAHULICO

35

En la Figura 11 se muestra las partes externas de un separador horizontal.

Figura 11: Componentes externos de un separador

(PETROPRODUCCION, 2011)

Plataforma de Movilización, mide 13 m de largo x 3,25 m de ancho, de

ocho ruedas 12000 x R20 con tanque de almacenamiento de combustible de

500 gls.

Page 57: BOMBEO HIDRAHULICO

36

En la Figura 12 se muestran las especificaciones de la Plataforma de Movilización.

Figura 12: Plataforma de Movilización a escala

(Manual Práctico de MTU de SERTECPET, 2011)

Page 58: BOMBEO HIDRAHULICO

37

Tabla 3: Datos técnicos de las Unidades Móviles de evaluación (Mobile testing united)

Unidades: MTU - 01 MTU - 02 MTU - 03

Motor

Descripción Motor de combustión interna de cuatro tiempos turbo cargado Marca Caterpillar Modelo 3306 3406

Combustible Diesel

Reductor Descripción Reductor de velocidades de engranajes lubricado por semi-inundado

Marca National Relación 4.85:1 4.38:1 4.38:1

Bomba

Descripción Bomba de desplazamiento positivo de émbolos buzos múltiples, alimentada por bomba booster de engranajes

Marca Trico National Weatherford - Siam Tipo Triplex Quintuplex

Modelo 4J 200T J-300

Capacidad 2400 BPD @ 400 RPM 4100 BPD @ 400

RPM Potencia 200 HP 200 HP 300 HP

Presión Máxima 5000 psi 3800 psi

Émbolos 3 émbolos de 1-7/8" de diámetro y carrera de 5" 5 émbolos de 1-7/8"

de diámetro y carrera de 5"

Lubricación Forzada con bomba al émbolo Por goteo al émbolo

Bomba booster Bomba de desplazamiento positivo marca Viking N/S LL4127A

Page 59: BOMBEO HIDRAHULICO

38

Unidraulic

Descripción Recipiente separador de fluidos con mirillas de nivel, válvula de seguridad y descarga de gas.

Marca Anusco Trico Brazoria

Modelo Un recipiente: Separador Dos recipientes: Separador y acumulador de presión

Válvula de alivio Una en Separador (200

psi) Dos: una Separador (200 psi) y una en Acumulador

(265psi) Presión 300 Psi @ 150 ºF 300 psi y 350 psi @ 150 ºF

Hidrociclones Descripción Unidad dual de limpieza de fluido por centrifugado a alta velocidad

Marca National

Tamaño Entrada de 3/4", salida de 2"

Panel de control

Descripción Panel de control para ininterrupción de operación, con manómetros para succión y descarga de bomba;

pantalla digital para revoluciones y código de interrupción

Marca Murphy

Modelo 50-30-0153 REV 50-30-1359

Interrupciones Parada de emergencia, Alto/bajo nivel de aceites (en motor, reductor y/o bomba), Alta/baja presión de succión

y/o descarga en bomba

Instrumentos

Manómetro alta Manómetros de glicerina de 0 a 5000 psi,

Manómetro alta Manómetros de glicerina de 0 a 500 psi,

Contador Analizador de flujo con totalizador

Termómetro Termómetro con escala en grados Fahrenheit de 0 a 250 grados

Turbina Turbina para analizador de flujo 2"

Page 60: BOMBEO HIDRAHULICO

39

Líneas y accesorios

Descripción Tubería de 2" de diámetro para alta presión cédula N80 con uniones de golpe Fig. 602 roscadas en los

extremos, Longitud total 100 metros de tubería con uniones de golpe

Manifold Un Manifold para cambio rápido del circuito de fluido Juntas deslizables Juntas deslizables (Chiksan) de 2" de alta presión cédula N80 Control de fluido Válvula de contrapresión y de presión diferencial

Control de presión Válvula reguladora de presión Centrifugadora

Bomba para Inyección de químicos

Plataforma

Descripción Plataforma transportable reforzada de doble eje, con luces de periferie

Tipo Cama baja Cama Alta

Frenos Pulmón de aire de doble acción

Estabilizadores Estabilizadores de altura graduable delanteros y niveladores laterales

Tanque de combustible

Capacidad 1300 Galones

Filtrado Con filtro transparente tipo racor

Auxiliares

Extintores 2 extintores de polvo seco de 100 Libras para fuego de origen A,B y C por unidad

Conos de seguridad

6 Conos plásticos por cada unidad

Iluminación interna 6 Focos industriales de 120 voltios y 2 halógenos de 24 voltios por unidad

(Datos del MTU de SERTECPET, 2013)

Page 61: BOMBEO HIDRAHULICO

40

2.9.2.3 Ventajas de la MTU

No es necesario almacenamiento para fluido motriz.

Mide la cantidad de fluido de gas y líquido.

Se puede desplazar la producción hasta la estación si es

necesario con presión del separador.

El fluido motriz es filtrado y no daña la formación.

Es una unidad compacta ideal en locaciones pequeñas y puede

ser helitransportada.

Panel de control incorporado, control de parada por alta y baja

presión.

La separación de fluido (petróleo, agua, gas) es óptima.

Este sistema de pruebas se ha usado en el Ecuador y el exterior.

2.9.2.4 Módulos de Fluido Motriz para Bombeo Hidráulico

Estos equipos pueden ser fabricados en las siguientes dimensiones:

Diámetro del recipiente: desde 42” hasta 60”.

Longitud del recipiente horizontal: desde 7 hasta 20 pies.

Diámetro del recipiente vertical: 26”.

Alto del recipiente vertical: 6 pies.

2.9.2.5 Medición de Gas

El método más usual para el control de la producción y consumo de gas es el

de medición con placa orificio.

La operación básica consiste en intercalar en el área de flujo una placa orificio

provocando una caída de presión en el flujo de gas y registrar en una carta los

Page 62: BOMBEO HIDRAHULICO

41

valores de presión diferencial y presión estática.

La presión diferencial es la diferencia de los valores de presión medidos en

ambos lados de la placa orificio (P1 - P2) normalmente en pulgadas de agua, y

la presión estática corresponde al valor medido aguas abajo de la placa (P2) en

psi.

SERTECPET en los MTU disponen los equipos necesarios: Elemento primero:

Equipo de placa orificio y Elemento secundario: Registrador Barton para realizar

una medida exacta de la producción de gas de los pozos que están siendo

evaluados.

2.9.3 EMPACADURAS PARA EVALUACIÓN DE POZOS

SERTECPET cuenta con tres principales tipos de empacaduras para sus

trabajos, las cuales son:

Empacadura Recuperable RH 148

Empacadura Eskimo

Empacadura de Compresión

2.9.3.1 Empacadura Recuperable Rh 148

Es un set recuperable de compresión para trabajo pesado. Esta empacadura es

similar en su utilización y funcionamiento al Retrieve Matic, es utilizada con

frecuencia en el armado de BHA de prueba y BHA con TCP, excelente para

estimulación, cementación forzada y operaciones de prueba. Esta herramienta

es compatible con bridge plug recuperables y puede ser corrida en tándem para

operaciones en zonas múltiples. Una abertura de pleno caudal elimina los

Page 63: BOMBEO HIDRAHULICO

42

problemas por restricción de flujo. Ha sido diseñada para manejar altos

diferenciales de presión, ya sea de arriba o de abajo. El sistema integral de by

pass permite la circulación alrededor de la herramienta, de tal forma que el

cemento u otros materiales puedan ser removidos del pozo.

Entre sus características tenemos:

Construcción para trabajo pesado con hold down hidráulico superior.

Mandril hold down con balance de presión.

Segmentos dentados de las cuñas y botones de carburo.

Abertura de pleno caudal.

By pass interno grande.

Maneja altos diferenciales de presión.

Patrones J opcionales para fraguado.

En la Figura 13 se muestra un ejemplo de la empacadura ya descrita.

Figura 13: Paker RH 148

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 64: BOMBEO HIDRAHULICO

43

2.9.3.2 Empacadura Eskimo

La empacadura Eskimo de 6-5/8” es un set mecánico recuperable con un

mandril integral y un sello simple para by pass, esta reemplaza y cumple la

misma función que la empacadura RBP, puede ser utilizada en operaciones de

inyección, bombeo y producción. El seguro mecánico maneja fuertes presiones

desde arriba o abajo de la empacadura, sin importar que ésta esté en tensión,

en compresión o neutral. Un by pass interno reduce el efecto de pintoneó

cuando se la corre o se la recupera. El mandril integral permite que la

empacadura funcione con un solo sello elastomérico interno, maximizando la

integridad del sello.

Entre las características tenemos:

Maneja presiones diferenciales desde arriba o abajo.

El tubing y la empacadura pueden permanecer en compresión, en

tensión o neutral.

Puede ser instalada a poca profundidad.

Operación simple – ¼ de vuelta a la derecha para colocar y soltar.

Diseño de cuñas para distribuir la fuerza sobre el diámetro interno del

casing.

El by pass se abre antes de soltar el hold down.

La ubicación del by pass permite que se limpien los escombros desde

las cuñas superiores.

Disponible en vuelta rotacional o seguridad en tensión.

Disponible con elementos especiales y sellos para ambientes hostiles.

Parámetros de orientación de la J opcional derecha o izquierda.

Page 65: BOMBEO HIDRAHULICO

44

En la Figura 14 se puede observar un ejemplo de la empacadura eskimo.

Figura 14: Packer Eskimo

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 66: BOMBEO HIDRAHULICO

45

Las medidas que ofrece SERTECPET en este tipo de empacadura se las puede

observar en la Figura 15 a continuación.

Figura 15: Medidas de la Empacadura Eskimo

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

2.9.3.3 Empacaduras De Compresión

Esta empacadura es utilizada en el armado de BHA de evaluación y BHA de

pruebas de casing, también se la utiliza en pruebas de pozos con zonas

múltiples de producción, excelente para aislamiento de zonas productivas, es

de fácil asentamiento y recuperación.

En la Figura 16 podemos observar las medidas que ofrece SERTECPET en

este tipo de empacadura.

Figura 16: Medidas de las Empacaduras de Compresión

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 67: BOMBEO HIDRAHULICO

46

Adicional a las empacaduras ya nombradas, SERTECPET también ofrece más

tipos de empacaduras, las mismas que son nombradas en la Figura 17.

Figura 17: Empacaduras adicionales que ofrece SERTECPET

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 68: BOMBEO HIDRAHULICO

47

2.9.4 HERRAMIENTAS DE COMPLETACIÓN DE FONDO

Entre las herramientas de fondo podemos encontrar las siguientes:

2.9.4.1 No - Go Nipple

Son herramientas que se utilizan cuando se requiere un medio para asentar

equipos de control de flujo de fondo, elementos registradores de presión,

tapones, entre otros.

Se construye en acero 4340 y 4140. Para incrementar la vida útil de la

herramienta, se realiza tratamiento térmico, lo cual le permite alcanzar mayor

resistencia a la abrasión y corrosión.

Entre sus aplicaciones podemos encontrar:

Para instalar tapones para cerrar o aislar el flujo a través del tubing,

cerrar el pozo en fondo, probar la tubería de producción en

operaciones de wo, etc.

Instalar check valves (standing valves),

Instalar choques para reducción de presiones fluyentes de superficie o

en el fondo para prevenir congelamiento cuando se tiene pozos de

gas.

Colocar electos de presión y temperatura.

Prevenir perdidas de herramientas en el interior del pozo.

Estos niples son colocados, generalmente, en el punto más profundo

de la tubería de producción.

Page 69: BOMBEO HIDRAHULICO

48

Tiene como características y ventajas:

En su interior tiene un acabado muy liso para que se acople los sellos

de cualquier herramienta,

Dispone de dos modelos: F y R El No-go modelo “F” permite que la

herramienta se aloje en la parte superior, mientras que el tipo R hace

que la herramienta se asiente en la parte inferior.

2.9.4.2 Standing Valve

Es una válvula de retención que está conformado por una bola, un asiento y un

by pass el que se abre cuando se recupera del fondo del pozo.

Se dispone de standing valve para no-go y para cavidades.

Entre sus aplicaciones tenemos:

Se aloja en el no-go nipple tipo F y R, como también en camisas.

Se utiliza como válvula check para permitir el flujo en un solo sentido.

Mantener el fluido en la tubería de producción para evitar que

contamine a la formación productora.

Son usados para realizar pruebas de presión de tubería de producción

y del espacio anular.

Esta válvula puede ser corrida y recuperada solo con unidad de cable

liso o flexible.

El standing valve para cavidades se usa como asiento de la bomba y

para evitar la pérdida del nivel de fluido.

Page 70: BOMBEO HIDRAHULICO

49

2.9.4.3 Camisas (Sliding Sleeve)

SERTECPET ofrece dos principales modelos:

Modelo SL

Es un nipple con orificios dispuestos en su parte media de manera especial

para permitir la comunicación entre la tubería de producción y el espacio

anualar. En el interior de la camisa se aloja un elemento deslizable denominado

Closing Sleeve que posee los elementos sellantes y que, mediante su

operación permite abrir o cerrar los orificios de la camisa, de esta forma se

permite o se impide el paso de fluido del tubing al casing o viceversa.

Entre sus aplicaciones tenemos:

En esta herramienta se aloja la bomba jet para pruebas de producción o

completaciones definitivas.

Generalmente son colocadas cerca del intervalo de la zona o arena

productora, permitiendo únicamente la producción de los fluidos de esta

zona.

Modelo CLS

Esta herramienta tiene las mismas aplicaciones que el modelo anterior, pero

tiene un dispositivo extra que iguala la presión entre el Tubing y el Casing al

abrir la camisa.

Este dispositivo ha sido diseñado para minimizar el diferencial de presión entre

el Tubing y el Anular y optimizar las operaciones de apertura y cerrado de la

camisa.

Page 71: BOMBEO HIDRAHULICO

50

2.9.4.4 Crossover

Son nipples pequeños que permiten realizar conexiones entre tuberías con

distinta rosca o diferentes diámetros.

2.9.4.5 Bleeder Valve

Se utiliza en bombeo electro sumergible como válvula de circulación.

Generalmente es usada una vez que se ha decidido sacar el equipo de fondo,

para lo cual debe romperse en pin de ruptura con una barra.

Entre sus características y ventajas tenemos:

Es un nipple corto del mismo diámetro de la tubería de producción,

internamente tiene un pin transversal rompible denominado knockout

plug.

2.9.4.6 Pup Joint

Es una herramienta utilizada para realizar espaciamientos de la tubería de

producción en los diseños de completaciones de fondo.

Entre sus características y ventajas tenemos:

Tiene las mismas características de las tuberías de producción con la

diferencia de su longitud que generalmente está entre 5 y 15 pies.

Los Pup Joints se fabrican de acuerdo a requerimientos del cliente,

Page 72: BOMBEO HIDRAHULICO

51

Sertecpet actualmente puede fabricar Pup Joings en tubería de hasta 7”

de diámetro tanto en roscas certificadas por Sertecpet o en cualquier

tipo de roscas solicitadas.

2.9.4.7 Back Pressure Valve

Es utilizada cuando se requiere un sistema para aislar el pozo cuando se está

retirando el cabezal o se va a instalar el preventor de reventones (bop) o

viceversa.

Entre sus características y ventajas tenemos:

Es una válvula de retención, que está conformada por un cuerpo, una

válvula, un asiento y un resorte que acciona la válvula.

Cierra automáticamente y no permite el paso de fluido del pozo hacia

fuera.

2.9.4.8 Separation Tool

Denominada bomba falsa, se aloja dentro de la camisa de circulación o dentro

de la cavidad y sirve para aislar los orificios de la misma, impidiendo la

comunicación tubing- casing.

Se utiliza cuando la camisa tiene dificultades para cerrar o ya no realiza sello

perfecto.

Sirve para realizar pruebas de inyectividad y pruebas de admisión o tratamiento

a la formación.

Page 73: BOMBEO HIDRAHULICO

52

Entre sus características y ventajas tenemos:

Posee dos sellos cuando va alojada en una camisa, y un sello en la

parte superior y una cabeza de standing valve en la parte inferior

cuando va alojada en una cavidad.

Dispone además de un pin de ruptura instalado en la parte superior que

se rompe para recuperar de la camisa.

2.9.4.9 Probes

Es un pin que va acoplado en el pulling tool y sirve para recuperar bombas o

tapones RZR. Se introduce dentro de la cabeza de pesca cerrando al lock

mandreal (anclas) permitiendo recuperar las herramientas antes descritas con

la unidad de cable.

Se los fabrica bajo las necesidades de utilización del cliente.

2.9.4.10 Pulling Tool

Se utiliza para recuperar bombas jet, standing valve, RZR, válvulas de gas lift, y

cualquier herramienta de fondo que tenga una cabeza de pesca, como también

para dejar herramientas en el fondo, realizando la función de running tool.

2.9.4.11 Running Tool

Se utiliza con unidad de cable para bajar a dejar herramientas dentro del pozo.

Una vez que la herramienta está en el lugar indicado se golpea hacia abajo, se

rompen los pines y se libera la herramienta.

Page 74: BOMBEO HIDRAHULICO

53

Entre sus características y ventajas tenemos:

Es una herramienta que se acopla a la cabeza de pesca de una bomba,

standing valve, o tapón RZR y se asegura a la misma con un pin de

aluminio o de bronce.

Se fabrican Running Tools para herramientas de pesca en tuberías de 3

1/2, 2 7/8 y 2 3/8.

2.9.4.12 Válvula Reguladora De Presión

Es una válvula de control de presión manual de acción directa. Mantiene la

presión en cualquier valor deseado en la descarga aunque el flujo o la presión

en la entrada varíen.

La regulación de la presión se realiza por limitación del flujo por medio de un

vástago roscado.

Entre sus usos tenemos:

Se usan principalmente en la descarga de bombas y en la salida de sistemas

presurizados para regular la presión del sistema tanto, aguas arriba y aguas

abajo de la válvula según el requerimiento del proceso.

2.9.4.13 Couplings

Los couplings son uniones roscadas (female-female) para line pipe y sus roscas

se fabrican de acuerdo al requerimiento del cliente.

El diámetro exterior del coupling será mayor al diámetro nominal de la tubería

para que así el espesor del coupling sea el necesario para conseguir las

características deseadas de resistencia del material.

Page 75: BOMBEO HIDRAHULICO

54

Características de construcción

Sertecpet fabrica couplings con diámetro exterior máximo de 7”.

Sertecpet está calificado para fabricar roscas tipo API y Tenaris en su

línea Premium: Blue, Batrix y Antares.

Cualquier tipo rosca bajo requerimiento del cliente también puede ser

fabricada.

Pueden ser manufacturadas también en conexiones roscadas Tenaris

Blue, Sec, New Van, Antares y más roscas especiales a requerimiento

del cliente.

2.9.4.14 Downhole Plug

Es una herramienta de fondo que se utiliza en forma de tapón ciego recuperable

se aloja en las camisas no-go’s o cualquier otra herramienta que tengan el perfil

adecuado para su alojamiento de latsh. Se desplaza hidráulicamente y se

recupera con slick line utilizando un dispositivo llamado probe.

Sus características son:

Se utiliza para aislar zonas productoras que estén bajo la herramienta.

Se usa para restringir la producción del pozo en el fondo utilizando

como choque.

Entre sus ventajas tenemos:

Recuperable con slick line.

Fácil reparación en superficie.

Page 76: BOMBEO HIDRAHULICO

55

Se puede alojar en varios tipos de herramienta que tengan el perfil

adecuado.

Existen Downhole plug disponibles para camisas de 3 1/2”, 2 7/8” y 2

3/8”.

Page 77: BOMBEO HIDRAHULICO

3. METODOLOGÍA

Page 78: BOMBEO HIDRAHULICO

56

3. METODOLOGÍA

Para la selección adecuada de un sistema de levantamiento artificial, se debe

analizar las condiciones del pozo, así como varias alternativas para las bombas

a utilizarse. A continuación se resumirá sus ventajas y distintas características:

3.1 BOMBAS JET

La bomba jet es una clase especial de bomba hidráulica cuyo principio de

levantamiento se basa en la transferencia de energía entre el fluido de

inyección y el fluido producido, cuando el fluido inyectado atraviesa el nozzle en

el fondo del pozo, se produce la transformación de energía potencial en energía

cinética (Principio de Venturi, que se ilustra en la Figura 18, lo que finalmente

causa la producción de fluidos desde el reservorio.

Figura 18: Principio físico de la Bomba Jet

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 79: BOMBEO HIDRAHULICO

57

Para la selección adecuada y más precisa de una bomba, SERTECPET ofrece

diferentes bombas tanto jet, como de pistón para las distintas necesidades.

Las ventajas que tiene una Bomba Hidráulica tipo Jet, se resumen en la Tabla 3

a continuación:

Tabla 4: Ventajas de la Bombas Jet Hidráulicas

Fluido inverso

recuperable

Capacidad de

producción flexible Pozos

Pozos profundos Pozos múltiples Plataformas Costa

Afuera

Sitios apartados y

urbanos

Ambientalmente

amigable Zonas Múltiples

Económica Unificada y

transportable

Terminaciones de

Pozo Complicadas

Bajo perfil Reparable en el

campo Sin partes móviles

Arena y sólidos Gas y agua Parafina y petróleo

pesado

Fluidos corrosivos

DST, limpieza y

comprobación de

pozo

Bajo mantenimiento

(OILWELL HYDRAULICS, INC., 2010)

Page 80: BOMBEO HIDRAHULICO

58

Sin embargo, las Bombas Jet también tienen dos desventajas principales las

cuales son:

Requieren de un caballaje alto, mientras tienen una eficiencia mediana a

baja.

Deben sumergirse 15% aproximadamente para su correcto desempeño.

A la vanguardia de la Tecnología, SERTECPET ha desarrollado sus propias

bombas Jet que son descritas a continuación:

Figura 19: Nomenclatura

(PRESENTACIÓN DE BOMBEO HIDRAULICO - SERTECPET, 2012)

Page 81: BOMBEO HIDRAHULICO

59

3.1.1 BOMBA JET CLAW® DIRECTA

La bomba convencional Jet Claw® es utilizada en pozos de producción

continua y en operaciones de pruebas de pozos. Es comúnmente utilizada en

pozos con revestimiento deteriorado.

En la Figura 20 se puede observar una Bomba Jet Claw® Directa, diseñada por

SERTECPET.

Figura 20: BOMBA JET CLAW® DIRECTA

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Entre sus características tenemos:

Está compuesta por 11 partes fijas, las partes más importante son: el

Nozzle y la garganta.

Se puede asentar en una camisa, cavidad, mandril de gas lift, coilded

tubing.

Construida en acero de alta calidad térmicamente tratados lo que permite

que trabaje en ambientes severos.

Puede adaptar sensores de presión o muestreadores para análisis PVT.

Puede ser removida hidráulicamente o utilizando wire line.

Page 82: BOMBEO HIDRAHULICO

60

En las Figuras 21 y 22 se puede observar las dimensiones de una Bomba Jet Claw® Directa, asi como sus

medidas exactas.

Figura 21: Plano Vista Horizontal de la Bomba Jet Claw® Directa

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Figura 22: Medidas de la Bomba Jet Claw® Directa

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 83: BOMBEO HIDRAHULICO

61

Entre sus ventajas podemos destacar:

Minimiza pérdidas por fricción.

La metalurgia de la bomba le permite trabajar en operaciones de

recuperación de ácidos y solventes.

Trabaja en pozos verticales, horizontales o desviados.

Existen 483 posibles geometrías que permiten rangos de producción

desde 50 hasta más de 12000 BFPD.

Se repara en la locación en 15 minutos.

Ideal para generación de pruebas multiratas.

Se asienta lo más cercano posible a la formación productora (+/- 200

pies) lo que permite que la información de presión y temperatura sean

recopilados sin efecto de almacenamiento.

Bajos costos de operación.

3.1.2 BOMBA JET CLAW® REVERSA

Tiene los mismos componentes internos que la Jet Claw® directa,

diferenciándose en el orden de los mismos. En la Jet Directa el nozzle está en

la parte superior y en la Reversa está en la parte inferior.

El fluido motriz es inyectado por el espacio anular y la producción más la

inyección retorna por el tubing.

La bomba se aloja en la camisa quedando asegurada por un lock mandrel que

impide que se levante mientras esta en operación.

EN la Figura 23, se puede observar una Bomba Jet Claw® Reversa.

Page 84: BOMBEO HIDRAHULICO

62

Figura 23: BOMBA JET CLAW® REVERSA

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 85: BOMBEO HIDRAHULICO

63

Entre sus características y ventajas podemos destacar:

Los fluidos del reservorio son recuperados una vez que la capacidad de

la tubería de producción que se encuentra sobre la bomba ha sido

desplazada, lo que implica un sustancial ahorro de tiempo de operación.

Es utilizado en evaluaciones de pozos con técnicas de TCP y DST.

La presión de operación puede ser manejada de acuerdo a las

necesidades preestablecidas cuando se realizan pruebas de PVT.

No requiere presiones superficiales mayores a 2500 psi.

Son recomendables para pozos nuevos o con altos contenidos de sólidos

ya que las partículas sólidas abrasivas pasan fácilmente por la bomba Jet

Claw®.

Volúmenes significativos de gas libre pueden ser manejados sin el

desgaste excesivo que se presenta en las bombas de desplazamiento

positivo.

No existe vibración en el uso de estas bombas.

En la Figura 24 y 25 se puede observar las dimensiones de una Bomba Jet Claw® Reversa, así como sus medidas exactas.

Page 86: BOMBEO HIDRAHULICO

64

Figura 24: Plano Vista Horizontal de la Bomba Jet Claw® Reversa

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Figura 25: Medidas de la Bomba Jet Claw® Reversa

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 87: BOMBEO HIDRAHULICO

65

3.1.3 BOMBA JET CLAW® SMART

Entre sus características y ventajas principales tenemos:

Es una Jet Claw® convencional para camisa de 3 ½”. Está compuesta de

dos secciones: la parte interna conformada por una bomba Jet Claw®

directa de 2 3/8”, acoplado un by pass con pines de ruptura y la válvula de

cierre en fondo. En esta bomba se acoplan directamente las memorias

electrónicas en su parte inferior, que sirven para tomar los datos de fondo

del pozo. Además consta de una parte externa en donde se ubican los

elementos sellantes. A continuación en la Figura 26 se muestran las

medidas exactas de una Bomba Jet Claw® Smart.

Figura 26: Medidas de la Bomba Jet Claw® Smart

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Se puede correr y recuperar con unidad de cable liso o hidráulicamente.

Las Jet Smart están disponibles para camisas de 3 1/2” y 2 7/8” en

configuración directa.

Page 88: BOMBEO HIDRAHULICO

66

En La Figura 27 se puede observar una Bomba Jet Claw® Smart cortada

transversalmente.

Figura 27: Corte Transversal de la Bomba Jet Claw® Smart

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 89: BOMBEO HIDRAHULICO

67

3.1.4 GAUGE CARRIER

Son herramientas elaboradas para alojar memorias electrónicas, y se acoplan a

la completación de pruebas de pozos tanto para TCP como para

completaciones convencionales. En la Figura 28 se observa la vista frontal de

esta útil herramienta.

Figura 28: Vista Frontal de Gauge Carrier

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 90: BOMBEO HIDRAHULICO

68

3.1.5 BOMBA JET CLAW® PARA CAVIDAD

Entre sus distintas ventajas y características tenemos:

Es una Jet Claw® convencional que se puede adaptar a cavidades de

diferentes marcas y dimensiones.

Está compuesta de las mismas partes de la Jet Claw® convencional.

Esta bomba es utilizada en pozos con completación para bombeo

hidráulico exclusivamente.

En la Figura 29 se muestra en detalle la cavidad de la Bomba Jet Claw®

Figura 29: Detalle de la Cavidad de la Bomba Jet Claw®

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 91: BOMBEO HIDRAHULICO

69

3.1.6 RETRIEVER ASSEMBLY

En la Tabla 5 se realiza un resumen de las características, ventajas y

funcionamiento del Retriever Assembly.

Tabla 5: Características, ventajas y funcionamiento del Retriever Assembly.

CARACTERÍSTICAS VENTAJAS

Su función es de recuperar la

bomba hidráulicamente.

Es un conjunto de partes a

las que se puede adaptar a

cualquier bomba hidráulica

de fondo.

Posee una válvula de retención

que permite el paso del fluido

por la parte interna del mandril

solo hacia abajo.

La diferencia entre una

bomba y otras son las

copas de rozamiento, las

cuales se acoplan a las

medidas de la tubería del

fondo del pozo.

FUNCIONAMIENTO

Para reversar la bomba hidráulicamente se inyecta el fluido

en reversa y se cierra la válvula de retención impidiendo el

paso del fluido, al intentar circular por la parte externa

expande las copas de pistoneo (swab) haciendo sello en la

tubería, al incrementarse la presión obliga a la bomba a dejar

su asiento y desplazarse hasta el cabezal del pozo.

En la Figura 30 se muestra en detalle la vista frontal y un corte transversal

completo de la Retriever Assembly.

Page 92: BOMBEO HIDRAHULICO

70

Figura 30: Vista frontal y un corte transversal completo de la Retriever

Assembly.

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 93: BOMBEO HIDRAHULICO

71

3.1.7 COMPARACIÓN ENTRE LA BOMBA JET CLAW® DIRECTA Y LA

BOMBA JET CLAW® REVERSA

En la Tabla 6 se realiza una comparación entre las ventajas de la Bomba Jet

Claw® Directa y la Bomba Jet Claw® Reversa.

Tabla 6: Comparación entre la Bomba Jet Claw® Directa y la Bomba Jet Claw®

Reversa.

DIRECTA REVERSA

Inyección del fluido motriz tubing Inyección del fluido motriz casing

Resultados en mayor tiempo Resultados en menor tiempo

Presiones altas de operación Presiones bajas de operación

Se desplaza hidráulicamente Se desplaza hidráulicamente

Se recupera hidráulicamente Se recupera con wire line

3.2 BOMBAS TIPO PISTÓN

Las bombas de pistón son utilizadas generalmente en la industria por su alto

rendimiento y por la facilidad de poder trabajar a presiones superiores 2000

lb/plg2 y tienen una eficiencia volumétrica aproximadamente de 95 a 98%.

Page 94: BOMBEO HIDRAHULICO

72

Las ventajas que tiene una Bomba Hidráulica tipo Pistón, se resumen en la

Tabla 7 a continuación:

Tabla 7: Ventajas de las Bombas Tipo Pistón

RECUPERABLES

HIDRÁULICAMENTE

CAPACIDAD DE

PRODUCCIÓN

FLEXIBLE

POZOS

DESVIADOS Y

TORCIDOS

Pozos Profundos Pozos Múltiples Plataformas Costa

Afuera

Sitios Apartados y

Urbanos

Ambientalmente

Amigables Zonas Múltiples

Económicos Unificables y

transportables

Terminaciones de

Pozo Complicadas

Bajo Perfil Ata Eficiencia Niveles de Fluido

Bajos

3.2.1 BOMBA PISTON DE SIMPLE EFECTO

Es una bomba de simple efecto y consta de dos pistones (motor y bomba). La

descarga de producción se da cuando el pistón bomba sube, produciéndose el

efecto de llenado del cilindro cuando el pistón bomba baja.

Este tipo de bomba puede ser bajada en cavidades de diversos diámetros y

diferentes marcas. Como solo posee un sello se puede instalar adaptaciones

para darle la longitud y el diámetro requerido de las cavidades.

Page 95: BOMBEO HIDRAHULICO

73

En la Tabla 8 se detallan las características, ventajas y desventajas de la

Bomba Pistón de Simple Efecto.

Tabla 8: Características, Ventajas y Desventajas de la Bomba Pistón de Simple

Efecto

CARACTERÍSTICAS VENTAJAS

Cada tamaño tiene una

relación de “P/E”, y su propia

capacidad de desplazamiento.

Trabajan con baja presión

de entrada, por lo que

existe un menor consumo

de energía en superficie.

De acuerdo al diámetro del

pistón motor y del pistón

bomba se determina el tamaño

de la bomba,

La presión máxima de

trabajo de estas bombas es

3100 PSI.

DESVENTAJA

en partes móviles por lo que tienen limitaciones para el manejo

de sólidos abrasivos.

En la Figura 31 se muestra un corte transversal de una Bomba pistón de efecto

simple.

Page 96: BOMBEO HIDRAHULICO

74

Figura 31: Corte Transversal de una Bomba de Pistón de efecto simple.

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 97: BOMBEO HIDRAHULICO

75

3.2.2 BOMBA PISTON DE DOBLE EFECTO

Es una bomba hidráulica de subsuelo de doble efecto (Produce en la carrera

ascendente y descendente del pistón).

Entre sus aplicaciones tenemos:

Esta bomba se instala solo en cavidades Guiberson DII, para una

producción máxima de 2500 BFPD a una profundidad promedio de 9500’.

A menores profundidades puede alcanzar una producción máxima de

2500 BFPD.

En la Tabla 9 se detallan las características y ventajas de la Bomba Pistón de

Doble Efecto.

Tabla 9: Características y ventajas de la Bomba Pistón de Doble Efecto.

CARACTERÍSTICA VENTAJAS

Esta bomba es impulsada por

una sección motriz hidráulica

de acción reciprocante que

está conectada directamente a

la bomba de producción por

medio de una varilla.

Trabajan con baja presión

de entrada, por lo que

existe un menor consumo

de energía en superficie.

La presión máxima de

trabajo de estas bombas es

3100 PSI.

En la Figura 32 se puede observar un corte transversal de una Bomba de Pistón

de Doble efecto.

Page 98: BOMBEO HIDRAHULICO

76

Figura 32: Corte transversal de una Bomba de Pistón de Doble efecto.

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 99: BOMBEO HIDRAHULICO

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Page 100: BOMBEO HIDRAHULICO

77

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En el presente capitulo se estudiara el pozo SECOYA 04, con los datos reales

obtenidos durante el trabajo en el mismo.

En pozos que no tienen la suficiente energía para fluir, se utiliza la bomba Jet

Claw para estimular el yacimiento y producir, logrando determinar su verdadero

potencial y demás parámetros en corto tiempo.

4.1 DISEÑO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL

Para el diseño del Levantamiento Artificial más adecuado para una aplicación

en particular, se realiza varios procedimientos que sirven para toma de datos en

pruebas de producción.

En pozos productores se utiliza la bomba Jet Claw para rediseñar y optimizar el

tipo de levantamiento artificial, utilizando la toma de datos que se almacena en

las Memory Gauge que son de tecnología francesa, sus características únicas

ya que tienen una operación completa sin tener que abrirlas, operan con

baterías inteligentes, tienen una unidad de interfase para programar y probar y

cuentan con el programa MetroWin; en este tipo de pozos, la variación de

producción dependerá también de la geometría seleccionada.

A continuación se describirá la toma de datos realizados en el Campo Secoya

#04, de formación o intervalo: ARENA: U INFERIOR, la estructura de la bomba

utilizada, el análisis nodal realizado por ingenieros petroleros utilizando el

método Vogel para obtener el índice de productividad del pozo, y finalmente la

selección adecuada de la Bomba para dicho campo. En la Figura 18 se

muestran los parámetros del pozo, y los distintos datos para empezar las

pruebas de producción.

Page 101: BOMBEO HIDRAHULICO

78

Figura 33: Hoja de Datos Para Diseño de Bomba

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 102: BOMBEO HIDRAHULICO

79

4.2 INGENIERIA DE RESERVORIOS

La interpretación de los datos de presión de fondo tanto de pruebas de

incremento de Presión (BUP) y/o Multiratas (drawdown) es la base para la

definición de los modelos geológicos de los reservorios.

Una de las mayores ventajas de la Bomba Jet Claw® es que puede adaptar

memorias registradoras de presión y temperatura de fondo en su interior, en

pozos petroleros en condiciones severas de flujo.

La alta tecnología desarrollada permite almacenar hasta 1’400,000 puntos de

presión hasta 10,000 psi y soportar temperaturas de hasta 300º Fahrenheit. Son

de fácil programación en modo convencional o avanzado, además su

calibración y mantenimiento es muy simple, reduciendo así los costos de

operación.

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Rango de presión: 10,000 PSI

Exactitud: 0.05% Full Escala

Capacidad de memoria: 1’400,000 puntos

OD: 0.75”

Longitud: 9”

Peso: 0.5 libras

Material: acero inoxidable

Adicionalmente las bombas de subsuelo de SERTECPET cuentan con válvulas

de cierre de fondo lo permite que los datos presión y temperatura sean

recolectados sin el efecto de almacenamiento que se tiene al cerrar los pozos

Page 103: BOMBEO HIDRAHULICO

80

en superficie para una prueba de restauración de presión (BUP).

Para la interpretación de los datos de presión los ingenieros de reservorios

disponen del Programa Saphir 4.1 Kappa

Figura 34: Programa Saphir 4.1 Kappa

(CATALOGO DE SERTECPET, 2000)

Page 104: BOMBEO HIDRAHULICO

81

Figura 35: Diagrama de Completación de Pozo

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 105: BOMBEO HIDRAHULICO

82

Figura 36: Reportes de Evaluación (Primera Hoja)

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 106: BOMBEO HIDRAHULICO

83

Figura 37: Reportes de Evaluación (Segunda Hoja)

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 107: BOMBEO HIDRAHULICO

84

Figura 38: Análisis Nodal con Bomba Jet Claw

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 108: BOMBEO HIDRAHULICO

85

El análisis nodal, que es un método para determinar la tensión -diferencia de

potencial- de uno o más nodos, nos sirve como base para el diseño de sistemas

de producción, que proporcionara el soporte necesario para las operaciones a

realizarse.

En esta etapa una de las herramientas usadas por SERTECPET para el análisis

de la recolección de datos, es el Software Claw con el cual se diseñan las

bombas de subsuelo (jet claw o de pistón) con opciones de cálculo de Presión

de superficie o Presión de Fondo Fluyente (Pwf) para varías geometrías y

varios caudales de inyección y/o producción, obteniéndose como resultado:

Índice de Productividad del Pozo

Curva IPR

Presión de Burbuja

GOR

Eficiencia del conjunto de fondo y

Potencia requerida en superficie, entre otros, con las curvas respectivas.

Page 109: BOMBEO HIDRAHULICO

86

Figura 39: Reporte de Análisis Nodal con Bomba Jet Claw

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 110: BOMBEO HIDRAHULICO

87

Figura 40: Reporte del Índice de Productividad (IPR), Método: Voguel

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 111: BOMBEO HIDRAHULICO

88

Figura 41: Registro de Selección de la Bomba Jet Claw

(WELL TESTING HYDRAULIC PUMPING – SERTECPET, 2013)

Page 112: BOMBEO HIDRAHULICO

89

Así, al realizar pruebas con diferentes presiones y caudales se obtienen los

puntos necesarios para trazar la pendiente y conocer la presión de reservorio

con la ayuda del software CLAW PUMP. Este resultado se puede corroborar

con las lecturas de los registradores electrónicos (SPARTEK) de presión y

temperatura con un porcentaje de error de hasta 5%. A continuación se muestra

el reporte de registro de presiones y temperaturas.

Figura 42: Reporte de Presiones y Temperaturas de Fondo realizado por SERTECPET

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Page 113: BOMBEO HIDRAHULICO

90

Figura 43: Hoja de Datos para el Análisis

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Page 114: BOMBEO HIDRAHULICO

91

Con todos datos, se procede a la programación del Sensor, teniendo en cuenta las especificaciones del mismo, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 44: Programación del SENSOR 5576-5611

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Al empezar con las pruebas, se anota la secuencia que se utiliza para las

mismas, y para tener constancia de los distintos datos que se obtienen en las

mismas.

Page 115: BOMBEO HIDRAHULICO

92

Figura 45: Secuencial Operativo

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Page 116: BOMBEO HIDRAHULICO

93

Con los datos obtenidos, se procede al análisis pertinente para cerrar o no el

pozo, todos estos datos son realizados por un grupo de Ingenieros, así se

obtiene que:

Figura 46: Resumen de evaluación y cierre de pozo

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Después de esta prueba se procederá a escoger el tipo de cierre más adecuado

(Cierre suave, cierre duro, procedimiento de cierre perforando, procedimiento

de cierre durante un viaje)

Los datos obtenidos por cada uno de los sensores utilizados se detallan a

continuación:

Page 117: BOMBEO HIDRAHULICO

94

Figura 47: Registro del Sensor Serie 5578

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Page 118: BOMBEO HIDRAHULICO

95

Figura 48: Registro del Sensor Serie 5605

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Finalmente se realiza un diagrama de la completación de pozo a utilizarse,

gracias a los datos obtenidos.

Page 119: BOMBEO HIDRAHULICO

96

Figura 49: Diagrama de Completación de Pozo

(INFOME DE MEMORIAS SECOYA 04 - SERTECPET, 2013)

Page 120: BOMBEO HIDRAHULICO

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Page 121: BOMBEO HIDRAHULICO

97

CONCLUSIONES

Del presente trabajo, se ha obtenido las siguientes conclusiones:

Cuando se van a instalar varios pozos a un sistema de producción

artificial, el costo inicial (inversión) por pozo generalmente es menor para

el bombeo hidráulico que en el bombeo mecánico.

Para un mismo diámetro de tubería el bombeo hidráulico permite sacar

mayor volumen y a profundidades muy superiores comparadas con el

bombeo mecánico.

Las fallas que se pueden presentar en el bombeo hidráulico se presentan

tanto en el equipo de fondo (fugas en la tubería, fallas de válvulas lo que

ocasionan perdidas del fluido motriz, variaciones de presión lo que

ocasiona que la bomba no se asiente, o no llegue a la superficie

adecuadamente), como en el equipo de superficie (variaciones de

presión lo que ocasiona disminución o aumento brusco de producción,

fugas en válvulas, etc.) por que se tiene que monitorear adecuadamente

estos factores por medio de los datos obtenidos.

Por medio de la recolección de datos del pozo, se realiza un análisis

nodal, que permitirá establecer el tipo de bomba adecuada a utilizarse

para condiciones específicas.

En el bombeo hidráulico se hace fácil centralizar y automatizar los

controles de todos los pozos.

Las ratas de producción son controladas fácilmente y sobre un amplio

rango, utilizando el bombeo hidráulico.

Este sistema es ideal en pozos desviados, practico en pozos verticales y

en localizaciones inaccesibles para ratas y profundidades que lo

justifiquen.

El equipo se puede utilizar con ventajas en pozos profundos y aún en

pozos superficiales con grandes ratas.

Page 122: BOMBEO HIDRAHULICO

98

Las indicaciones de presión de operación nos sirven para determinar el

nivel del fluido y evaluar las condiciones de trabajo del equipo de

subsuelo.

Los productos químicos para prevenir taponamientos por parafina y

evitar corrosión pueden ser agregados fácilmente al aceite motriz,

permitiendo un tratamiento más efectivo.

Teóricamente el bombeo hidráulico aparece como la solución a todo tipo

de producción artificial de pozos petroleros. Sin embargo, factores

prácticos, como contaminantes en el aceite, arena, agua y sólidos en

suspensión, depositación de parafinas en las tuberías y en general el

excesivo costo de tratamiento particularmente cuando la producción

posee alto corte de agua hacen que su atractivo sea menor.

Probablemente el factor más importante que gobierna el éxito y la

economía de las operaciones en bombeo hidráulico es una buena

calidad del fluido motriz. Antes de arrancar un sistema hidráulico es

conveniente circular suficiente fluido a través de todo el circuito con el fin

de asegurar la limpieza de todo el equipo y evitar daños causados por

escoria de soldadura o partículas u objetos extraños dentro de la tubería.

SERTECPET ofrece una gran gama de bombas tanto Jet como Pistón,

para distintos usos, así como los trabajos desde que inicia el

funcionamiento del sistema de levantamiento artificial escogido, hasta

finalizar con su uso.

La bomba Jet proporciona capacidad de producción de alto volumen sin

partes móviles, pero requiere de mayor energía de reservorio mientras

que la bomba de pistón produce el pozo en reservorio de muy baja

presión.

La Bomba Tipo Pistón es de alta eficiencia en el campo operacional por

trabajar con menor presión y menor volumen del fluido de energía para

elevar los fluidos de pozo hacia la superficie.

Page 123: BOMBEO HIDRAHULICO

99

RECOMENDACIONES

Se puede recomendar que:

Se debe realizar mantenimiento preventivo y correctivo, según las

especificaciones establecidas por el fabricante y por varias normas

correspondientes.

El bombeo hidráulico tipo Pistón debe ser realizado por personal

capacitado para el manejo tanto del equipo de superficie como el equipo

de subsuelo, para lograr la mayor producción posible y un óptimo

rendimiento del equipo.

Se debe mantener una bodega completamente equipada con los

accesorios y repuestos necesarios para una reparación de cualquier

equipo dañado, y de esta forma evitar una paralización parcial por un

tiempo indeterminado de la producción.

Page 124: BOMBEO HIDRAHULICO

100

BIBLIOGRAFÍA

Arnold Ken y Maurice Stewart, (2008), Surface Production Operations, USA,

Institucional.

PAZMIÑO, J. (2005). Sistema para diseñar instalaciones superficiales de

producción. Institucional.

BASTIDAS, D. (2008). Optimización de la producción del campo Culebra-

Yulebra aplicando técnicas de gestión integrada de yacimientos. Quito.

Tesis de Grado EPN. Institucional.

Benavides A. y Zaldumbide J, (2009), Optimización de las Facilidades de

Producción de la Estación Shushufindi Central para las Actuales

Condiciones de Operación del Campo. Quito. Tesis.

Manual para operaciones de Campo Sertecpet (2011). Quito. Institucional.

Pelaez García Kléver, (2009). Análisis de viabilidad del Campo Drago de

Petroproducción en el Oriente Ecuatoriano. Quito. Tesis de Grado.

Wilver Salazar, (2011). Análisis técnico y económico - factibilidad para la

implementación de facilidades de producción en el Campo Drago. Tesis de

Grado. Institucional.

http://www.monografias.com/trabajos63/metodos-levantamiento-

artificial/metodos-levantamiento-artificial3.shtml. Recuperado 28 de febrero

2013.

http://es.scribd.com/doc/12447709/Bombeo-Hidraulico. Recuperado 15 de

mayo 2013.

Page 125: BOMBEO HIDRAHULICO

101

GLOSARIO

POLIDUCTO: Es el ducto para el transporte de productos derivados del

petróleo crudo desde el punto de carga hasta una terminal u otro poliducto y

que comprende las instalaciones y equipos necesarios para dicho transporte.

ELECTROLITO: Medio conductor a través del cual los iones se mueven

constituyendo una corriente en una celda electroquímica.

OXIDACIÓN: Pérdida de electrones por el constituyente de una reacción

química. (También se refiere a la corrosión de un metal expuesto a un gas

oxidante a temperaturas elevadas.)

ABOLLADURA: Depresión en la superficie del tubo.

PICADURA: Corrosión localizada de una superficie de metal, confinada a un

punto o a un área pequeña, la cual tiene forma de cavidad

PRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE DE OPERACIÓN (PMPO). Es la presión

máxima a la que un ducto o segmento puede ser operado, de acuerdo con los

lineamientos de esta norma.

ESPACIADOR: Es una herramienta que se coloca entre la boquilla y la

garganta, y es aquí en donde entra el fluido producido con el fluido inyectado.

DIFUSOR: Tiene un área expandida donde la velocidad se transforma en

presión suficiente para levantar los fluidos a la superficie.

CAVITACIÓN: La cavitación es el desgaste producido por la implosión de las

burbujas de gas o vapor al sufrir un cambio de presión (cambio de estado, de

vapor o gas a líquido), provocando cargas puntuales en las paredes de la

garganta (presión de vapor).

Page 126: BOMBEO HIDRAHULICO

102

EFICIENCIA: La eficiencia de una bomba jet está definida como la relación de

la fuerza añadida al fluido producido, a la fuerza perdida por el fluido de poder.

Page 127: BOMBEO HIDRAHULICO

103

ANEXOS

Page 128: BOMBEO HIDRAHULICO

104

ITEM 1 2 3 4 5 6 7

8

9 10 11 12 13

14 15 16 17 18

19 20 21

PRO

ACTRevision niveRevision niveRevision fugaDrenar racor Revision del Limpieza del Cambio de acCambio de veloc

Revision de iRevision de bEngrasado deRevisar dispoRevision bateRevision contadores Reajuste de lReajuste basRecalibracionLimpieza de p

Drenado de aDrenado de aCambio de m

ANEXO

OGRAMA DE MA

TIVIDAD A REALel de aceite el de refrigeranteas/aceite/combude combustibletapon magneticrespirador del c

ceite/filtros del maceite quintup

ndicador filtro dbandas,tension/e rodamientos ositivos de proteerias, carga/bornde manome

ineas combustises y soportes dn de valvulas panel de radiado

agua tanque de cagua /radiador, l

mangueras/termo

1: Formato pa

ANTENIMIENTO P

LIZARSE

e ust/agua/gasese co del carter carter motor lex, reductor,

de aire desgaste

ección y controlnes/acido tros, voltime

ble/aceite e motor

or

combustible impieza

ostato deagua

ara la revisión

PLANIFICADO E

DIARIOx x x

caja

x

l

etro, x

x

de las Unidad

EN LAS UNIDADFRECUE

250 HS 1000 H

x

x x x

x

x x

x

x

x

des del MTU

DES MTU DE SERENCIA

HS 2000 HS

x x

RTECPET CIA L

3000 HS OBS

ver si n

x

cambiadeterio

xx xx cam

xx xx tanque

xx xx

LTDA.

SERVACIONES

no existe limalla

ar segúoro mbiar

limpieza totae

a

n

al

Page 129: BOMBEO HIDRAHULICO

105

22 Revisar sistema de iluminacion x 23 Revisar sistema de frenos de la plataforma x 24 Revisar/engrasar pin arrastre plataforma x 25 Revisar presion y desgaste de neumaticos x 26 Revisar estado de pasarelas y barandas x 27 Revisar estado de chasis y paquetes x cada movilización

28 Revisar estado de chaquetas cigüeñal quintuplex x

29 Revisar asientos,canastillas y valvulas x 30 Revisar valvula alivio del separador x 31 Revisar presion del HYDRILL x

32 Limpieza de mirilla de nivel/separador x terminar cada operación

33 Limpieza del separador x

34 Revisar valvulas compuerta/esfera del separador x

35 Revisar bomba centrifuga x 36 Reajuste de bridas y manhole x 37 Evalucion de motor/presiones, combustion x

Page 130: BOMBEO HIDRAHULICO

106

ANEXO 2: Comparacion Tecnica De Los Sistemas De Levantamiento Artificial

DESCRIPCION BOMBEO MECANICOBOMBEO

ELECTROSUMERGIBLE BOMBEO

HIDRAULICO

Longitud de tubería +/- 6000 ft >6000 ft > 6000 ft

Longitud de varillas de succión

+/- 6000 ft NO NO

Bomba de fondo con partes móviles

SI SI NO

Desgaste mecánico de las bombas de fondo

SI SI NO

Tiempo de vida del equipo de fondo

+/- 1 año +/- 2 años +/- 1 año

Frecuencia del reemplazo de tubería

1 año 4 @ 5 años 8 @ 10 años

Número de visitas para servicio y extracción en el

pozo

2 @ 3 por año 1 por año No requiere

Page 131: BOMBEO HIDRAHULICO

107

Línea de fluído motríz a la cabeza del pozo

NO NO SI

Completación Casing-Packer

NO NO SI

Tanque de Fluído motríz requerido

NO NO SI

Sistema de limpieza de Fluído motríz

NO NO SI

Método de corrida de la bomba de fondo

RIG RIG HIDRAULICO

GOR – SCF/BL Ventilación de gas < 2000 < 3000

Page 132: BOMBEO HIDRAHULICO

108

ANEXO 3: CERTIFICACIONES DE SERTECPET

Page 133: BOMBEO HIDRAHULICO

109

Page 134: BOMBEO HIDRAHULICO

110

ANEXO 4: CERTIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN DE LOS APARATOS DE PRESION

Page 135: BOMBEO HIDRAHULICO

111