UDABOL Universidad De Aquino Bolivia

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EMPUJE SIMULTNEO DE GAS NATUAL

1.- INTRODUCCION.

Laproduccindehidrocarburoses unos de losprocesosque implica la buenafactibilidadque poseen los diferentes yacimientos para ser explotados, por el hecho de que a partir de esta (produccin) se explota y se obtiene realmente el hidrocarburo a comercializar, manejando gerencias que permiten organizar y llevar a cabo las buenastcnicaspara conseguir elobjetivo.Esta se define como elprocesoque se concentra en la explotacin racional depetrleoygas naturalde los yacimientos, cumpliendo con lasleyesynormasambientales y deseguridad, y fortaleciendo lasoberanatecnolgica.Pero para que esto suceda se necesita de estudios geolgicos, los cuales indique que el hidrocarburo en la formacin ser factible y comerciablemente explotable. Aqu se puede sealar a la exploracin, la cual implica la bsqueda de yacimientos petrolferos, as como el uso de tcnicas geolgicas de campo y delaboratoriocon el fin de probar y calcular las posibles reservas que contienen.La produccin por ser unsistemaque implica realizaraccionesen etapas para buscar un resultado, posee tambin componentes, los cuales en modo de ejemplos pueden estar determinados cmo se distribuye la mano de obra entre los diferentes rubros y actividades del predio; cmo se distribuyen losingresosentreconsumo, produccin yahorro; cmo la produccin de un rubro contribuye a la generacin deproductospara el autoconsumo y para laventa, entre otras.Tambin es importante recalcar la capacidad productiva que se tiene, es decir con qumateriade hidrocarburo se cuenta para ser explotado, y qu mecanismos sern utilizados parapoderextraer dicha materia ya sean naturales o artificiales, el ltimo mecanismo se da cuando ya el pozo est muerto y el hidrocarburo no se extrae naturalmente.Para determinar la habilidad que tiene un pozo de producir fluidos, y cmo estos fluirn a travs de la formacin se realizanpruebasde pozos, los cuales en base al dedesarrollodel campo se pueden dividir en: Identificacin de lanaturalezade los fluidos del yacimiento y estimacin delcomportamientodel pozo.A su vez en pozos degasse realizan pruebas de inyecciones que permitan saber cmo se trabajarn los fluidos a inyectarse cuando el pozo se maneje de una forma artificial; aqu se toma en cuenta las condiciones de fluido continuo, las cuales consisten en inyectar los fluidos de manera constante hacia la columna de los fluidos producidos por el pozo.Cuando tenemos un pozo productor de gas, se realizananlisislos cuales conlleven a determinar cmo ser su produccin dependiendo de sus presiones. Se pueden dividir pozos de baja a medianapresiny pozos de alta presin. Para realizar estos anlisis se va amtodosy pruebas convencionales, los cuales arrojen los resultados que se quieren obtener.Las pruebas convencionales se engloban en tres tipos de pruebas como la potencial, isocronales, e isocronales modificadas. El tipo de prueba a seleccionar depender deltiempode estabilizacin del pozo, el cual es unafuncinde la permeabilidad del yacimiento.2.- OBJETIVOS.

Conocer los mecanismos natural y artificial Conocer Componentes del sistema de produccin Conocer Capacidad de Produccin y Flujo Natural

3.- MARCO TEORICO.

Proceso de Produccin de HCLa produccin de hidrocarburos es el proceso de sacar de manera ordenada y planificada el crudo que la naturaleza ha acumulado en yacimientossubterrneos. Incluye la proteccin de que el pozo sea tapado por arena y equitos, la proteccin ambiental de la superficie y acuferos cercanos al pozo,mantenimientode las presiones y flujos de produccin a nivelesseguros, la separacin degases, el bombeo en casos en que elpetrleono fluye solo, el mantenimiento del yacimiento y mltiples tcnicas de recuperacin secundaria y terciaria.

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.Tambin se define como el proceso que se concentra en la explotacin racional de petrleo y gas natural de los yacimientos, cumpliendo con las leyes y normas ambientales y de seguridad, y fortaleciendo la soberana tecnolgica.Segn la (EIA)AdministracindeInformacinEnergtica de los EEUU, lasoperacionesproductivas costa afuera comienzan luego de que toda laconstruccinincluyendo plataforma y pozo estn listos. La produccin depender del tamao del yacimiento, la profundidad delaguay laestrategiade extraccin de los fluidos.Tambin existen ciertos lineamientos importantes que deben cumplirse en todo proceso de produccin, tales como: Gerencia de yacimientos Extraccin de fluidos Manejo y disposicin Almacenamiento y TransporteEn lo que respecta aGerenciade yacimientos es elplande extraccin o produccin al que se someter al yacimiento gracias a un conjunto de informacin recolectada desde que se descubri hasta ese momento. La Gerencia de yacimientos nunca deja de participar en la vida productiva del pozo cubriendo con las siguientes tareas:Conocer caractersticas y propiedades muy importantes del yacimiento como profundidades, espesores, porosidad, permeabilidad y las direcciones preferenciales de flujo de los fluidos en el yacimiento.Monitorear continuamente el comportamiento de los pozos en comparacin al yacimiento lo que permite verificar loslmitesestablecidos y la caracterizacin del mismo.Calcular predicciones debido a la informacin recolectada para estimar el potencial inicial de produccin que puede tener el yacimiento as como su comportamiento futuro.La etapa productiva perteneciente a la extraccin de fluidos rene el conjunto de actividades que se llevan a cabo para extraer de manera eficiente, rentable y segura los fluidos que se encuentran en los yacimientos.Se decide la manera en que se va a poner a producir el pozo. Un pozo produce por flujo natural cuando el yacimiento tiene la suficiente energa como para llevar el fluido desde la roca hasta el cabezal de pozo, esto se da por la magnitud de la cada de presin existente entre el pozo y el yacimiento. Existen diferentes mtodos de flujo natural, que se les conoce tambin como mecanismo de recuperacin primarios, entre los cuales destacan:Empuje por gas disuelto: lafuerzala provee el gas disuelto enel petrleo, el gas tiende a expandirse y a escaparse por la disminucin de presin. La recuperacin final es de alrededor 20%.Empuje de una capa de gas: cuando el gas est por encima del petrleo y debajo del techo de la trampa este realiza un empuje sobre el petrleo. La recuperacin vara entre el (40-50) %.Empuje hidrosttico: es la fuerza ms eficiente para provocar la expulsin del petrleo de manera natural, en este casoel aguase encuentra por debajo del petrleo, la recuperacin es alrededor del 60%.Tambin existen mecanismos que al aplicrselos al yacimiento estos pueden producir por flujo natural como son inyeccin de gas, inyeccin de agua siendo los mecanismos de produccin secundarios. Los terciarios vienen siendo inyeccin de vapor, polmeros, etc.Cuando un pozo produce por el flujo natural del yacimiento, este mecanismo no se mantiene hasta agotarse las reservas de hidrocarburos en el yacimiento, sino que llega un momento en que la presin del yacimiento ha descendido lo suficiente como para que la cada de presin sea menor, lo cual va a hacer que el yacimiento suba los fluidos hasta cierta parte del pozo y a partir de all haya que aplicar un mecanismo para llevarlos hasta el cabezal de pozo y en este caso a la plataforma o al respectivo equipo usado para la produccin costa afuera.Componentes del Sistema de ProduccinPara conocer un sistema de produccin, se debera partir de laobservacinde sus componentes, las actividades que all se realizan, losmediosyrecursoscon que cuenta, las cantidades y caractersticas de las personas que en l viven o trabajan, las propiedades del suelo oclima, etc.Como en el sistema hayorganizaciny hay relaciones, se debera adems tratar de entender las propiedades o proporciones en que estos componentes estn presentes; el rol o funcin que cada uno cumple y las interacciones que suceden entre los componentes. Por ejemplo, cmo se distribuye la mano de obra entre los diferentes rubros y actividades del predio; cmo se distribuyen los ingresos entre consumo, produccin y ahorro; cmo la produccin de un rubro contribuye a la generacin de productos para el autoconsumo y para la venta, etc.Finalmente, se necesitar comprender ladinmicadel sistema de produccin, es decir, su comportamiento a travs del tiempo. Por ejemplo, cmo se distribuye la mano de obra a travs del ao; cules son los meses de mayor actividad y cules los de mayorescasez.En el sistema produccin cada componente es un sistema por s mismo, es decir tieneobjetivosy componentes.En el caso del sistema produccin se acepta que sus subsistemas son los siguientes: Ingeniera Industrial Planificacin ycontrolde la Produccin Control de calidad Ingeniera deservicios.Todos estos componentes estn alserviciodel componente central que es la denominada transformacin de recursos.Es en este momento que se encuentra la funcin deplanificaciny control de la produccin.Como se observa es un sistema cuaternario, es decir que est ubicado en un cuarto nivel Jerrquico estructural dentro dela empresa, lo cual, por cierto, no desmerece su importancia en ningn momento, puesto que ste, al igual que cualquier componente del sistema, es un engranaje vital para la marcha del todo.En general, la planificacin es un proceso que define los objetivos de la empresa y determina los medios idneos para alcanzarlos. Por su parte, la planificacin de la produccin es el conjunto de actividades que hay que realizar en el futuro, tendientes a la dotacin oportuna de los recursos necesarios para la produccin de losbienesy servicios especificados por laplaneacinestratgica y el control de la produccin es la tcnica que verifica el cumplimiento de los planes correspondientes.Desde un punto de vista panormico, la planificacin empresarial es un proceso jerrquico que comprende las siguientes fases: Fase de Planeacin estratgica Fase de planeacin tctica Fase de planeacin operativa Fase deprogramacinoperativa Fase de ejecucin y control de la produccin.

Capacidad de Produccin

El proceso de produccin de un pozo de petrleo se inicia desde el instante en que los fluidos comienzan a moverse desde elradioexterno de drenaje del yacimiento y termina cuando son recolectados en la estacin de flujo. Los fluidos transportados pierden energa en el yacimiento, en el pozo y en la lnea de flujo que los lleva a la estacin recolectora.Cuando la energa del yacimiento es suficiente para completar el proceso de produccin, se dice que el pozo produce por flujo natural, y cuando es necesario utilizar alguna fuente externa de energa para el levantamiento de fluidos, desde el fondo del pozo hasta la estacin, se dice que el pozo produce mediante levantamiento artificial.E

Flujo NaturalEn esta seccin se discute como se interrelacionan las distintas perdidas de energa que ocurren en el yacimiento, el pozo y en la lnea de flujo superficial. En particular la capacidad del yacimiento para aportar fluidos al pozo ser combinada con la habilidad del sistema de tubera para manejar la produccin de estos fluidos. La capacidad de produccin del sistema completo, tal como se describi en la seccin 1,12, es producto del balance de energa entre el yacimiento y el pozo conjuntamente con las facilidades de produccin de superficie. Si este balance puede obtenerse para un determinado caudal de produccin sin necesidad de utilizar una fuente de energa externa al yacimiento, se dice que el pozo es capaz de producir por flujo natural. (FN).

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

La tasa de produccin de un pozo es producto de un perfecto balance entre laofertade energa del yacimiento y la demanda de energa del pozo, incluyendo sus facilidades detransporteen la superficie.PROCEDIMINETO EN POZOS PARA UN CAONEO CONVENCIONAL.El procedimiento es similar al anterior pero con la diferencia de que en este caso se debe considerar la cada de presin a travs del caoneo, es decir Pwf (oferta) = Pwfs P, donde P se estima por las ecuaciones sugeridas por Jones, Blount & Glaze y Pwfs son presiones fluyentes obtenidas en los clculos de la IPR. El caoneo convencional consiste en completar con una tubera de revestimiento, cementarla para luego caonearla para crear tneles que comuniquen con la zona virgen del yacimiento atravesando el casing, el cemento y la zona posiblemente daada por el filtrado de lodo y del cemento. La fig. 1.11 muestra un tpico tnel caoneado y la nomenclatura utilizada en este procedimiento.

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

Para realizar este balance, es necesario cuantificar el consumo de energa en los distintos componentes del sistema de produccin. Inicialmente, la energa del yacimiento es, por lo general muy alta y el pozo producir por flujo natural altos caudales de lquido. No obstante, para explotarlo eficientemente es necesario controlar la tasa de produccin de los pozos.Con el tiempo, la energa del yacimiento ser insuficiente para levantar los fluidos desde el fondo hasta la superficie y el pozo dejar de producir por flujo natural.

Fuente: wikipedia/produccin

Esta energa natural es consecuencia de:

Debido al alto abatimiento (Pws Pwf) Del gas contenido en solucin del oil Del gas libre, comprimido en la parte superior de la capa petrolfera La fuerza impulsora de las aguas de formacin lateralemente o de fondo.

Causas de la energa natural

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

SURGENCIA NATURAL

La presin de formacin a medida que se produce va disminuyendo, es por eso que se necesita mtodos artificiales para la extraccin de los hidrocarburos. En algunos casos se reinyecta el gas no aprovechado o se reinyecta agua con el mismo fin.

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

AREAS DE FLUJO

El proceso de surgencia se divide en tres reas desde la formacin hasta los tanques:

Flujo horizontal Flujo de elevacin vertical Flujo de recuperacin

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

Flujo multifasico en tuberas verticales.Burbuja (Bubble flow): La fase continua es el lquido y el gas se encuentra en forma de burbujas.Tapn (Slug flow): Las burbujas de gas aumentan en volumen y cantidad y se unen para formar grandes bolsas de gas que separan a la columna de lquido de tapones.Neblina (Mist flow): La fase continua es el gas y el lquido se encuentran esparcido en forma de gotas.Transicin (Transicin flow): Es un patrn de flujo intermedio entre tapn y neblina.Flujo multifasico en tuberas horizontales.a) Flujo de Burbuja: Las burbujas de gas se mueven a lo largo de la parte superior de la tubera, la fase continua es el lquido que transporta las burbujas de gas.b) Flujo de tapn de gas: Las burbujas aumentan de tamao hasta llenar la parte superior de la tubera.c) Flujo estratigrfico: Las burbujas de gas se unen formando una fase gaseosa que se mueve en la parte superior de la tubera, quedando lquido en la parte superior con una interfase contina y lisa.d) Flujo ondulante: Semejante al anterior pero se rompe la continuidad de la interfase por ondulaciones en la superficie del lquido originadas por el incremento de la velocidad de gas.e) Flujo tapn del lquido: Las crestas de las ondulaciones pueden llegar hasta la parte superior de la tubera, tapndola y ocasionando gran turbulencia en el flujo.f) Flujo anular: Una pelcula del lquido cubre las paredes de la tubera, y del gas fluye por el interior, llevando partculas de lquido en suspensin.g) Flujo de Neblina: El liquido esta completamente disperso en el gas, La fase continua es el gas que lleva en suspensin las gotas de liquido FLUJO DE RECUPERACION Es el transito de la mezcla H.C. que ocurre dentro el reservorio desde la formacin hasta el interior del pozo. Aumentando el dimetro del orificio (choke) en el cabezal del pozo se logra reducir la perdida de carga a travs del mismo y disminuye la presin del flujo en la elevacin desde el fondo del pozo, como resultado el caudal a producirse desde el yacimiento al pozo se parda incrementar.

MECANISMOS DE RECUPERACIONEn esta produccin se interrelacionan las distinta perdidas de energa que ocurren en el yacimiento, el pozo y en la lnea de flujo superficial. La capacidad de produccin del sistema completo es producto del balance de energa entre el yacimiento y el pozo conjuntamente con las facilidades de produccin de superficie. Si este balance se puede obtener in la necesidad de utilizar una fuente de energa externa al yacimiento, se dice que el pozo e capaz de producir por flujo natural.Capacidad de produccin en pozos de flujo natural con lnea abiertaSe considera para aquellos pozos que no estn equipados con reductores de flujo en la lnea de flujo, es decir que se produce por flujo natural y a lnea abierta. Si el balance de energa es estable solamente en el fondo del pozo se tienen una infinidad de mtodos para obtener la capacidad de produccin para pozos con diferentes completaciones: a agujero abierto, con caoneo tradicional y empaque con grava.Procedimiento para pozos en agujero abiertoEste procedimiento consiste en dibujar las lneas de de oferta y demanda de energa en el fondo del pozo, obteniendo la interseccin de ambas curvas, de esta manera quedara fijada la tasa de produccin de lquido en el pozo: yacimiento-pozo-lnea de flujo- separador en la estacin de flujo.Procedimiento en pozos para un caoneo convencionalEl procedimiento es parecido al anterior con la diferencia que en este caso se toma en cuenta la cada de presin a travs del caoneo. El caoneo convencional consiste en completar con una tubera de revestimiento, cementarla para luego caonearla para crear tneles que se comuniquen con la zona virgen del yacimiento atravesando el casing y la zona posiblemente daada por el filtrado del lodo y del cemento. Procedimiento para un pozo con empaque de gravaEs importante sealar que este tipo de completacion se utiliza para yacimientos generalmente poco consolidados donde est presente la produccin de arena. La produccin de arena constituye un gran problema en la produccin porque reduce o detiene la produccin de hidrocarburos, erosiona el equipo de superficie y de subsuelo o causa problemas de merma en la produccin. Levantamiento artificialSe define levantamiento artificial a la utilizacin de una fuente externa de energa para levantar los fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo hasta la superficie. Existen dos tipos levantamiento artificial por gas (donde su fuente de energa es el gas pero a elevada presiones proveniente de una planta compresora de gas) y levantamiento artificial por bombeo (su fuente de energa es una bomba accionada por un motor a gas en la superficie o un motor elctrico).Entre los mtodos por levantamiento artificial de bombeo los ms usados en el campo petrolero se encuentran: Bombeo centrifuga Bombeo de desplazamiento positivo rotativo Bombeo de desplazamiento positivo reciproco de una accin Bombeo de desplazamiento positivo reciproco de doble accin Bombeo tipo chorro

Fuente: Surgencia Natural Y Levantamiento Artificial Freddy Reynolds P.

Aqu se presentan los mtodos artificiales de produccin, los cuales buscan recuperar el mximo posible del remanente que ha quedado en el yacimiento luego de que parara la produccin por flujo natural, en ciertos casos desde el comienzo de la extraccin de fluidos se aplican mtodos artificiales de produccin. Los ms comunes son:Bombeo Mecnico (Balancn): Se usa ms que todo en aguas poco profundas y suele verse en el Lago de MaracaiboBCP (Bomba de cavidad progresiva):el fluido del pozo es elevado por laaccinde un elemento rotativo (rotor) degeometrahelicoidal dentro de un alojamiento semiplstico de igualgeometra(estator). El resultado es el desplazamiento positivo de los fluidos (hacia el cabezal de pozo) que se desplazaron llenando las cavidades existentes entre el rotor y el estator. Es unmtodoartificial con muchas ventajas debido a que ocupa muy poco espacio en las plataformas y es muy usado enVenezuelaespecficamente en el Lago de MaracaiboBombeo elctrico sumergible:los fluidos se producen por impulsores instalados en elsuelo, giran a granvelocidady son alimentados desde la superficie por un cable elctrico. Este sistema funciona particularmente para bombear altos volmenes de crudos. En la produccin costa afuera es muy til debido a que puede ser utilizado en aguas poco profundas hasta ultra profundas ya que puede estar sumergido en el fondo del mar y bombear desde all y no desde la plataforma, facilitando aun msel trabajo. Este mtodo es parte de la apuesta de Petrobras para su futuro desarrollo en produccin costa afuera en aguas ultra profundas, segn Ricardo Savini (Gerentede Desarrollo deNegocios) de la reconocidaempresa, lo dio a conocer en unaconferenciahecha el ao pasado (2006).Gas-lift controlado por satlite:este mecanismo de levantamiento artificial pudo ser adaptado a la produccin en aguas profundas gracias al avance tecnolgico que est aplicandoel hombrepara la produccin de hidrocarburos costa afuera y especficamente para aguas ultra profundas que es el mayor reto del negocio. Este mtodo tambin es una apuesta para el desarrollo de la produccin costa afuera enBrasilsegn el Gerente de Desarrollo de Negocios mencionado anteriormente.La necesidad de produccin de hidrocarburos es tan grande que elhombrese ve en la necesidad de ir desarrollandonuevas tecnologasque le permitan extraer hidrocarburos de sitios muy particulares, especialmente en costa afuera donde la profundidad del agua puede ser mayor a los 10.000 pies (3048 metros).

4.- CONCLUSION.

los mecanismos natural son mtodos de flujo natural para provocar la expulsin del petrleo de manera natural y los mtodos artificiales buscan recuperar el mximo posible del remanente que ha quedado en el yacimiento luego de que parara la produccin por flujo natural, en ciertos casos desde el comienzo de la extraccin de fluidos se aplican mtodos artificiales de produccin. Conocer Componentes del sistema de produccin

5.- BIBLIOGRAFIA.

Http://Www.Monografias.Com/Trabajos92/Produccion-Hidrocarburos/Produccion-Hidrocarburos.Shtml Fundamentos De La Produccion De Hidrocarburos Freddy Reynolds Pareja

Empuje Simultneo De GasPgina 14