Diseño e instalación del sistema.

El sistema ESPCP está constituido por el bombeo de cavidades progresivas manejado por el motor del bombeo electrocentrífugo sumergido. Al no llevar una sarta de varillas se eliminan las pérdidas por fricción en la tubería y como no lleva estopero se evitan derrames de aceite a la superficie.

El diseño de la bomba de cavidades progresivas es el mismo descrito en capítulos anteriores. Como la temperatura de la formación es de se escogió un elastómero con resistencia a la temperatura de , además se determinó su compatibilidad con los aromáticos y los fluidos producidos.

La configuración del sistema ESPCP se describe a continuación:

 Motor de fondo: El motor utilizado es el motor del bombeo electrocentrífugo sumergido y su tamaño es determinado por la potencia requerida para operar la bomba de cavidades progresivas, el tamaño de la tubería de revestimiento y la temperatura de fondo. El sistema opera con un motor de polos a , una velocidad de , de potencia, y .

 Reductor de engranes: La función primaria de este elemento es proveer una velocidad aceptable para la bomba de cavidades progresivas, la cual normalmente es de a . Además incrementa el torque disponible para el sistema de bombeo de cavidades progresivas. Ambos pozos usan una relación de engranes de .

 Sección de sello: Su función principal es prevenir que los fluidos del pozo entren al reductor de engranes y al motor, aislando el aceite del motor de los fluidos del pozo.

 Toma y eje flexible: El ensamblaje del eje flexible está diseñado para convertir la rotación concéntrica de la sección de sello a la rotación excéntrica requerida por la bomba de cavidades progresivas. El gasto máximo de entrada es de .

Para el control de los gastos en la cabeza y en la bomba, el sistema ESPCP usa un variador de frecuencia, el cual es operado en superficie con la finalidad de

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ofrecer mayor control de la producción y reduce el tiempo de paro. En la Figura se muestra el diagrama de la configuración del sistema ESPCP.

Figura 4.9 Configuración del sistema ESPCP.

La instalación del sistema en los pozos se hizo considerando el máximo de inclinación aceptable para la colocación de la bomba. El sistema es capaz de operar en pozos horizontales con menos de de sección tangencial. Para el pozo el sistema fue instalado a de inclinación con dentro de la tubería de revestimiento de / . La profundidad de instalación de la bomba fue de de profundidad media o de profundidad vertical real. En el caso del pozo , el sistema fue instalado a de inclinación con mientras que la profundidad de instalación de la bomba fue de de profundidad media o de profundidad vertical real.

En ambos pozos horizontales, las bombas fueron instaladas usando tubería de producción de y equipo con de válvula check y válvula de alivio, arriba de la bomba. Para prevenir la fricción del cable con la tubería de

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revestimiento, se instaló un guarda cable a lo largo de la bomba y la tubería de producción.

Cabe señalar que la actual configuración es de y . El diámetro externo del motor es de con de longitud. Dado que los pozos y producen agua se utiliza la nomenclatura para denotar los barriles de fluido por día y para denotar los barriles de aceite por día. Bajo estas condiciones, los resultados fueron los siguientes:

La capacidad del sistema de bombeo de cavidades progresivas es de .

Las dimensiones de la bomba de cavidades progresivas son de diámetro externo con de longitud del estator. La Tabla resume el diseño del sistema ESPCP que se instaló en ambos pozos.

Velocidad del motor a

Reductor de engranes Velocidad de la bomba

Capacidad del BCP Capacidad de la bomba

131 4.3.2 Resultados

Kulin

El pozo empezó su producción en abril de . En un principio la producción era de , y de corte de agua. La Figura presenta el comportamiento del gasto de producción en el pozo .

Figura 4.10 Gasto de producción en KL082.

La producción inicial del corte de agua estaba estable en un nivel del , e incremento ligeramente a a comienzos de marzo de . En la Figura se observa la tendencia del corte de agua en el pozo .

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El promedio de la eficiencia de la bomba en el pozo desde que empezó a operar fue de , lo que demuestra los beneficios de emplear el sistema ESPCP, ya que en este caso el promedio de la eficiencia de la bomba mejora más del en comparación con el que promediaron las bombas convencionales instaladas en el campo Duri. La Figura muestra la eficiencia de la bomba en el pozo .

Figura 4.12 Eficiencia de la bomba en KL082.

Después de más de años de operación de la bomba, no hubo indicios de fallas. Sin embargo, algunos problemas operacionales fueron encontrados a inicios de la vida de los pozos, cuando los fluidos no eran producidos mientras la bomba operaba. Una medición de los fluidos indicó un elevado nivel de líquido sobre la bomba, por lo que se pensó que algo estaba taponando la entrada de la bomba. Se aplicó una técnica de retrolavado de la bomba invirtiendo el motor, para después regresarlo a producción sin sacar la bomba. Al invertir la rotación del motor por unos minutos, y luego volver a la rotación normal, el pozo volvió a producir en forma.

Kulin

El pozo empezó a producir en marzo de . La producción inicial del pozo era de , de aceite y de corte de agua. Hubo algunos problemas al inicio de la producción de este pozo, ya que la alta viscosidad generó que la presión en la línea de producción se incrementara.

En las primeras horas de operación de la bomba, la presión en la cabeza del pozo alcanzó los y continúo incrementándose por lo que se cerró la bomba durante las operaciones del retrolavado en la línea de producción. El trabajo de retrolavado indicó que realmente no había nada taponando la línea de producción por lo que se conecto la línea de producción del pozo con la línea de

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producción de un pozo adyacente. En este caso se unió con el pozo ( ) el cual tiene un alto corte de agua, en promedio de y . Esta combinación tuvo éxito, ya que se logro reducir la presión en la cabeza del pozo a así que el pozo se puso a producción aunque hubo un incremento en el corte de agua en un promedio de a , lo que trajo como consecuencia una baja en la producción, ya que en los primeros meses la producción era de y decremento en un promedio de .La Figura muestra el comportamiento del gasto de producción mientras que en la Figura se presenta el corte de agua del pozo .

Figura 4.13 Gasto de la producción en KL083.

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Para junio de , la bomba llevaba días de operación sin ningún problema de reparación o extracción. El promedio de la eficiencia de la bomba fue de . La Figura muestra la eficiencia de la bomba en el pozo .

Figura 4.15 Eficiencia de la bomba en KL083.

Como se aprecia en la Figura , la producción de los pozos contribuye significativamente al total de la producción del campo .

Figura 4.16 Impacto de los pozos horizontales KL082 y KL083 en el campo.

Mediante la aplicación en los pozos y , se pueden observar los beneficios de la implementación de un sistema de producción híbrido, en este

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caso conformado por el bombeo de cavidades progresivas y el bombeo electrocentrífugo sumergido. Las ventajas son variadas, ya que este sistema aparte de que puede ser implementado en pozos horizontales, contribuye significativamente en la optimización de la producción, así como en una mayor eficiencia de la bomba.

Como ya se describió antes, el bombeo de cavidades progresivas con motor de fondo no cuenta con sarta de varillas como el modelo convencional, lo que trae como consecuencia la eliminación de las pérdidas por fricción y la disminución del consumo de energía. Además, dado que no cuenta con estopero se evitan los derrames en superficie.

Este sistema artificial de producción híbrido, resulta muy ventajoso bajo ciertas condiciones de producción, por lo que debe ser tomado en cuenta ya que tiene distintas aplicaciones y puede ser en algunos casos la única alternativa para una producción satisfactoria.

4.4 Bombeo de cavidades progresivas con motor de fondo, para la