COMPLEMENTO DEL DIAGRAMA ACR

CAUSAS

Fig. 4.29. Complemento del diagrama ACR-BER.91

91_{Pemex Exploración y Producción, Subdirección de Producción Región Norte, Coordinación de Gestión Tecnológica., “Reporte final de prueba} tecnológica Bombeo Electro-Reciprocante”, México, Octubre, 2013.

• INGRESO DE AGUA O FLUIDO DE CONTROL HACIA COMPONENTES INTERNOS DEL MOTOR.

• QUEMADURAS Y GRIETAS EN LAS MANGAS DE AISLAMIENTO DE LA BOMBA. • FUGA EN LA SECCIÓN DE ESTATORES

FÍSICAS

• PRUEBAS DE PRESIÓN AISLADA EN LOS COMPONENTES DEL MOTOR DEMUESTRAN ERRORES EN LOS PROCEDIMIENTOS DE APRIETE EN LA CONEXIÓN ELÉCTRICA, QUE GENERÓ UN PUNTO DE BAJA HERMETICIDAD EN EL MOTOR.

• DURANTE EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE LAS BOMBAS BER, SE SOLDARON LAS CARCASAS DE LOS MOTORES, OCASIONANDO QUEMADURAS Y RUPTURAS EN LAS MANGAS DE AISLAMIENTO.

• MODIFICACIÓN INICIAL DE LOS MOTORES.

HUMANAS

• AL NO SEGUIR EL PROCEDIMIENTO DE APRIETE POR CONSECUENCIA SE GENERÓ UN PUNTO DE BAJA HERMITICIDAD QUE OCASIONÓ UN INGRESO DE AGUA O FLUIDO DE CONTROL HACIA LAS PARTES INTERNAS DEL MOTOR • AL MOMENTO DE SOLDAR LA CARCASA DEL MOTOR, NO SE CONSIDERÓ LA

TEMPERATURA DE TRANSICIÓN VITRIA DE LA MANGA DE AISLAMIENTO. • LA MODIFICACIÓN INICIAL DE LOS MOTORES PUDO PERMITIRR EL INGRESO

DE CONTAMINANTES EN LA SECCIÓN DE ESTATORES, CREANDO LA POSIBILIDAD DE FUGAS.

CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

El objetivo actual de la industria petrolera no está centrado en dirigir todos los recursos a la búsqueda de grandes yacimientos. El comportamiento de la industria ha cambiado ya que las empresas más grandes del mundo gastan cada vez menos en exploración y han empezado a dirigir sus esfuerzos a proyectos y áreas que antes no les interesaban. El cambio tiene justificaciones geológicas, económicas y estratégicas, todas ellas surgen del hecho que cada vez es más difícil, arriesgado y costoso encontrar grandes yacimientos de aceite.

Es por esto, que la finalidad primordial en la actualidad está encaminada a incrementar las reservas y la rentabilidad de los campos que ya están en producción. Es allí donde aparecen aquellos campos maduros que, a pesar de encontrarse en su etapa de declinación, tienen un gran potencial si se optimiza su operación y se les incorporan algunas tecnologías que tiempo atrás no existían o resultaban costosas, como lo son los sistemas artificiales de explotación no convencionales.

La selección de un sistema artificial de explotación, bien sea convencional o no convencional se basa fundamentalmente en las mismas variables, las cuales son principalmente: profundidad, relación gas-aceite y gastos de producción. De modo que la diferencia entre los métodos convencionales y no convencionales es fundamentalmente la falta de experiencia relevante a los sistemas artificiales de explotación no convencionales.

Por lo que, se decidió presentar en este trabajo profesional, dos sistemas artificiales de explotación no convencionales como innovaciones tecnológicas, Bombeo Electro-Cavidades Progresivas (BECP) y Bombeo Electro-Reciprocante (BER), los cuales tienen entre sí la similitud de operar con un cable de potencia y un motor eléctrico de fondo, como es en el caso del SAE Bombeo Electrocentrífugo.

El Bombeo Electrocentrífugo permite mejoras en la optimización de la producción y en la recuperación final de hidrocarburos; esto gracias a que el sistema BEC es apropiado para el manejo de altos gastos de producción, para pozos con altos porcentajes de agua y bajas relaciones gas-aceite.

El BEC es apto para afrontar nuevos retos en la industria petrolera, tales como: maximizar la recuperación de reservas, disminuir los costos de operación y mantenimiento a pozos, aceleración de la producción con estrategias de mantenimiento de presión para la maximización de reservas, modificar la terminación del pozo sin la necesidad de intervenciones y una producción de múltiples intervalos con manejo de mezcla; cuantificando producción y reservas por intervalo.

El éxito del diseño del Bombeo Electrocentrífugo, se basa en la buena calidad de la información utilizada que incluye: una prueba de producción, tipo de fluidos producidos, estado mecánico del pozo y datos complementarios que permitan asegurar el funcionamiento confiable del sistema.

Los actuales sistemas artificiales de explotación convencionales están limitados en su capacidad de extracción debido al incremento de explotación de yacimientos no convencionales, lo cual requiere de tecnologías más complejas dentro de la perforación y producción. Ejemplos de estos sistemas artificiales de explotación convencionales, son el Bombeo Electrocentrífugo (BEC) y el Bombeo de Cavidades Progresivas (BCP), el primero presenta problemas operacionales en el manejo de agentes abrasivos, corrosivos y polímeros, además, su capacidad de producción está limitada, mientras que el BCP presenta una limitante de operación en su sarta de

varillas para pozos severamente desviados; la fuerza de esta sarta también ha limitado la velocidad de la bomba y la profundidad de colocación de ésta.

Para solucionar estos problemas, se da pie a la combinación de una bomba de cavidades progresivas (BCP) y un motor eléctrico del Bombeo Electrocentrífugo (BEC), que da como resultado un sistema artificial de explotación relativamente nuevo en la industria petrolera, el Bombeo Electro-Cavidades Progresivas (BECP).

Entonces el sistema BECP tiene integradas las ventajas del BCP y del BEC. Ésta combinación está considerada como el sistema artificial de explotación más conveniente para algunas cualidades especiales de crudo o condiciones de pozo, tales como: alta viscosidad de aceite, contenido de arena en el crudo, pozos desviados u horizontales y plataformas costa afuera.

Ahora el sistema BECP está llegando a ser el principal sistema artificial de explotación en campos maduros con pozos que específicamente tienen la capacidad de producir a una tasa de 20 a 300 m3_{/día con una longitud de levantamiento de 600} a 1800 metros.

Uno de los principales problemas que presenta el sistema BECP, es que los componentes principales de carga, tal como el rotor y estator de la bomba de cavidades progresivas, trabajan con fricción, lo cual afecta significativamente la vida funcional del sistema.

Por lo anterior expuesto se recomienda:

1. El sistema BECP es recomendable para la extracción de crudos pesados y altamente viscosos, cuyas características se engloban en los rangos siguientes: Densidad de 15 a 20 ̊API y viscosidad de 100 a 8000 cp.

2. Debido a que los componentes de la bomba de cavidades progresivas son sensibles al calor, es recomendable que este sistema opere a una temperatura máxima de 302 ̊ F.

3. Es recomendable que a la profundidad de la bomba de cavidades progresivas, la RGA debe ser menor al 20% del total del volumen producido, y el contenido de ácido sulfhídrico debe ser menor de 8%.

4. Para que el sistema BECP opere con una eficiencia aceptable, es recomendable que la profundidad de sumergencia de la bomba sea mayor a 100 metros.

5. Es recomendable que la profundidad y el ángulo de colocación de la bomba no excedan los 1820 metros (de profundidad desarrollada) y 86° respectivamente. En este contexto y en base al enfoque de este trabajo profesional se identificó un segundo sistema artificial de explotación no convencional, el cual se presenta como una innovación tecnológica para empresas productivas y como una solución para los principales problemas que presentan los pozos con bombeo mecánico convencional, el Bombeo Electro-Reciprocante. Este es un sistema híbrido a partir de los componentes del bombeo mecánico y electrocentrífugo. A diferencia del Bombeo

Mecánico Convencional, al no requerir varillas de bombeo mejora su desempeño en los casos de pozos desviados y horizontales, mejora en la eficiencia de la bomba subsuperficial, los tiempos de operación; siendo éstos de mayor prolongación sin necesidad de intervenirlos por problemas mecánicos y/o inducidos por los fluidos del yacimiento, por lo que además evita el desgaste por fricción de las varillas de succión con la tubería de producción, ya que el sistema trabaja sin el uso de éstas, obteniendo un mayor ahorro energético del sistema.

El gran número de intervenciones de pozos con bombeo mecánico (BM), identifica que los pozos con dicho sistema, presentan un alto índice de intervenciones con equipo y sin equipo, la mayor de las causas de éstas intervenciones, es el cambio de la bomba subsuperficial causada por la producción de gas, asolvamiento de la bomba, y fallas en las varillas de succión por efecto de la constante fricción con la tubería de producción (TP). Por ésta razón ha sido necesario la aplicación del sistema BER, teniendo como fin, el mitigar las intervenciones causadas por las fallas antes mencionadas.

Cabe mencionar que en este tipo de sistema, una de las fallas más comunes presentes, es la conductividad y/o falla del cable o conexiones, que por ende es un sistema sumamente delicado y de observación a la hora de implementación.

Se recomienda para el sistema BER:

1. Un mecanismo de empuje hidráulico o segregación gravitacional, debido a los problemas que puede tener la bomba con presencia de gas (empuje por casquete de gas).

2. Una viscosidad del aceite de entre 10 – 40 API, ya que el diseño de la bomba reciprocante está basado en el estándar API.

3. Considerar el nivel dinámico y estático de los fluidos producidos dentro del pozo, ya que el BER puede adaptar las condiciones de producción para mantener un estado de pump-off durante la operación.

4. Observar las condiciones de operación, presión y temperatura del pozo, para elegir adecuadamente los componentes de instalación del BER, como son tipo de cable (plano o redondo) y sensores.

5. Aplicación de este sistema en campos maduros, ya que no está diseñado para trabajar con altos gastos (mayores a 500 bpd).

En cuanto al caso de aplicación del sistema bombeo electro-reciprocante se observó que:

 Al efectuar las pruebas de conductividad, se encontró que el equipo de conectividad no detectaba medición alguna, llegando a la decisión de suspender la aplicación.

 Durante las tres intervenciones en donde se recuperó el motor magnético permanente, se observó la presencia de material metálico (rababa), dicho material fue el resultado de una limpieza del aparejo con molienda, siendo insuficiente la canasta cachatarrera y limpieza del pozo.

o Se observó que el electro imán puede ser un sistema complementario de limpieza (de la canasta cachatarrera), ya que atrae todo el material remanente causante de daños al pozo tanto en la cara de los disparos como en la entrada de las bombas subsuperficiales (siendo el caso de una conversión a bombeo mecánico), provocando en este último el asolvamiento de las bombas, por lo cual puede ser un sistema empleado durante la limpieza y/o molienda de pozos.

 Se percató que el flejado de los cables eléctricos y de sensor, fueron aptos en el desarrollo de la prueba, al no presentar algún daño o desprendimiento. Ambos sistemas artificiales de explotación no convencionales, Bombeo Electro- Cavidades Progresivas (BECP) y Bombeo Electro-Reciprocante (BER), presentados en este trabajo profesional, son una buena alternativa para pozos o conjuntos de pozos en los cuales se cuenta con baja producción, y/o que producen de manera intermitente, solucionando fallas recurrentes que se presentan en pozos, como lo son desgaste de tubería de produccion (TP) y desprendimiento de varillas por efecto de fricciones dentro de un sistema convencional.

1. Ing. Javier Martínez, Marco., “Apuntes de sistemas artificiales de producción”. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, Poza Rica, Veracruz, 2014.

2. Clegg J.D., Bucaram S.M. and Hein Jr N.W. “New recommendations and comparisons for artificial lift method selection” Artículo de la SPE 24834, 1992. 3. Brown Kermit E., The “Technology Of Artificial Lift Methods”, Vol. 2b. University

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4. Ing. Díaz Zertuche, Héctor Jesús “Bombeo electrocentrífugo sumergido”, Facultad de Ingeniería, UNAM, México, 2002.

5. Ing. Ramírez, Marto., “Bombeo electrosumergible: análisis, diseño, optimización y trhouble shooting”, ESP Oil International Training Group, Venezuela, 2004. 6. M.I. Gómez Cabrera, José Ángel., “Producción de pozos I”, Facultad de

Ingeniería, UNAM, México, 1985.

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8. Sánchez Medina, G., “Aplicación del bombeo electrocentrífugo sumergido (BEC) en terminaciones inteligentes”, TESIS, UNAM, México, 2012.

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12. Schlumberger., “Sistemas de bombeo de cavidades progresivas”, Abril, 2002. 13. Hirschfeldt, Marcelo., “Manual de cavidades progresivas” Oil Production, Junio,

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14. Nuvoil., “Manual de reparación, instalación y operación del Bombeo Electro- Reciprocante (BER)”, Poza Rica, 2014.

15. Pemex Exploración y Producción, Subdirección de Producción Región Norte, Coordinación de Gestión Tecnológica., ANEXO PT-I “Bombeo Electro- Reciprocante, una alternativa de levantamiento artificial para pozos en la región norte”, México.

16. Pemex Exploración y Producción, Subdirección de Producción Región Norte, Coordinación de Gestión Tecnológica., ANEXO PT-II “Bombeo Electro- Reciprocante, una alternativa de levantamiento artificial para pozos en la región norte”, México.

17. Nuvoil., “Informe final de la prueba tecnológica Bombeo Electro-Reciprocante (BER)”, Villahermosa, Tabasco, 2014.

18. Hernández Nieto, Oscar., “Canadian artificial lift technology”.

19. Rotating Right., “Reciprocating Electric Submersible Pump (RESP).

20. Nuvoil., “Informe prueba tecnólogica “BER” Bombeo Electro-Reciprocante una alternativa de levantamiento artificial para pozos en la región norte”, Veracruz, México.

21. Pemex Exploración y Producción, Subdirección de Producción Región Norte, Coordinación de Gestión Tecnológica., “Reporte final de prueba tecnológica Bombeo Electro-Reciprocante”, México, Octubre, 2013.

22. Schlumberger., http://www.glossary.oilfield.slb.com/.

23. Weatherford., http://www.weatherford.com/resource-center. 24. National Electrical Manufacturers Association.,

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25. Pemex Gas y Petroquímica Básica.,

http://www.gas.pemex.com.mx/PGPB/Productos+y+servicios/Transporte+por+