Explicación de los Resultados RODDIAG

Las Figuras 9.23 a 9.25 son ejemplo de resultados RODDIAG. La primera parte de los resultados muestran el nombre de la compañía, nombre del pozo, nombre del usuario, fecha del análisis y el nombre del archivo RODDIAG que contiene la entrada de datos para este sistema. La parte izquierda superior de los resultados, a continuación de la compañía, pozo y nombre del usuario muestra los datos de entrada para tiempo de muestreo, spm, etc. La parte superior derecha de los resultados muestra un sumario de las cantidades mayores calculadas como carga máxima y mínima en la barra pulida, potencia en la barra pulida, etc. A continuación una explicación detallada de las cantidades calculadas por el programa.

Cargas Pico y Mínimas en la Barra Pulida

RODDIAG calcula estos números a partir de la escala en la carta dinagráfica. Ellos corresponden a las cargas reales soportadas por la barra pulida basándose en la carta dinagráfica suministrada. La exactitud de éstos y otros números arrojados por RODDIAG dependerán de la precisión de la celda de carga y el transductor de posición del sistema dinamométrico.

Potencia de la Barra Pulida

Estos números muestran la potencia aportada por la unidad de bombeo a la sarta de cabillas. Su valor depende de la profundidad de la bomba, nivel de fluido, tamaño del pistón, condición de la bomba, fricción cabilla-tubería, etc. Es proporcional al área de la carta dinagráfica de superficie medida

Eficiencia del Sistema

La eficiencia del sistema es un indicador importante de las condiciones operativas del sistema. Si tuviéramos acceso a sólo un número en los resultados RODDIAG, este sería es número a revisar. El programa calcula la eficiencia del sistema considerando todo el sistema de bombeo como una caja negra con electricidad entrando por un extremo y con fluido producido saliendo por el otro extremo. Este número muestra cuán eficientemente el sistema de bombeo mecánico convierte la energía eléctrica en el trabajo necesario para llevar a superficie el fluido producido. Una eficiencia de sistema de 40% a 50% es excelente. Pozos más profundos tienen menor eficiencia que los pozos someros ya que los pozos profundos presentan más pérdida por fricción. Eficiencias de sistema de 20% - 30% son comunes en pozos con fuga en válvulas o pistón gastado. Eficiencias de sistema menores a 10% pueden indicar tugas por tubería, bomba gastada, interferencia de gas severa o golpe de fluido. Debido a que la eficiencia general del sistema depende del registro exacto de la producción de fluido, la utilidad de este número depende de la exactitud de los dalos de producción.

La eficiencia del sistema depende del nivel de Huido. Al introducir un nivel de fluido, RODDIAG usa este número para calcular la eficiencia del sistema. Es de hacer notar que RODDIAG utiliza el nivel de fluido que se le aporte aun si se calcula otro nivel de fluido mediante el ajuste de las líneas horizontales en la carta dinagráfica de fondo. Si no es introducido un nivel de Huido RODDIAG usará el nivel de fluido

ajustado según las líneas horizontales en la carta dinagráfica de fondo. Si no se

introduce un nivel de fluido, y no se ajustan las líneas horizontales en la carta de fondo. RODDIAG no calculará la eficiencia del sistema.

Eficiencia Volumétrica de la Bomba

Este número muestra la eficiencia de la bomba para desplazar fluido. Una eficiencia de bomba entre 75% y 95% es excelente. Una alta eficiencia volumétrica de la bomba sugiere que la bomba está en buenas condiciones mecánicas y que bombea poco o ningún gas libre. Una baja eficiencia volumétrica de la bomba muestra que la bomba está en pobres condiciones mecánicas o que hay llenado incompleto de la bomba debido a golpe de fluido o interferencia por gas. La forma de la carta dinagráfica tomada en sitio puede ayudar a determinar qué está sucediendo en la bomba. Una fuga en tubería puede causar baja eficiencia volumétrica en la bomba. Las fugas en tubería no suelen afectar la forma de la carta dinagráfica de fondo. La única pista que puede sugerir la presencia de una fuga en tubería es una

baja eficiencia volumétrica de la bomba. Para detectar fugas en tubería a partir de la eficiencia volumétrica se deben tener datos de producción exactos. Entonces, antes de decidir sacar la tubería bajo sospecha de la existencia de una fuga en la tubería, hay que realizar una prueba de presión para verificar que tal fuga existe. La eficiencia de la bomba en conjunto con la forma de la carta dinagráfica de fondo calculada, pueden ayudar a diferenciar entre un problema con la bomba mecánica y un problema de manejo de fluido. Los problemas de una bomba mecánica incluyen válvula o pistón gastados, barril gastado o partido, etc. Los problemas con el manejo de fluido incluyen interferencia de gas, bloqueo por gas y golpe de fluido.

Costo Eléctrico por Barril

RODDIAG calcula el consumo eléctrico de la unidad motriz, facturación mensual, $/bbl de fluido, y $/bbl en condiciones existentes y al balancear. Aunque estos cálculos se basan en curvas de motor sólo para motores NEMA D, son buenos indicadores generales del desempeño del sistema. Estos números también dependen del nivel de fluido medido o del calculado por ajuste de las líneas horizontales. La exactitud del cálculo eléctrico depende de la exactitud de los datos de costo de energía, producción de fluido y nivel de fluido.

El costo por barril de petróleo ayuda a determinar la rentabilidad del sistema de bombeo. Este número depende de las condiciones de la bomba y del corte de agua. Si el corte de agua es alto, este número puede ser alto a pesar de las condiciones mecánicas del sistema.

Potencia Mínima Requerida en el Motor

Es el tamaño mínimo requerido de unidad motriz basado en las condiciones existentes. Ya que las unidades motrices vienen en tamaños estándar se debe usar el tamaño requerido de unidad motriz en la segunda página de resultados para verificar el tamaño de la unidad motriz existente. Se debe recordar que esta comparación es válida sólo para las condiciones de bombeo existentes. Si hay fluido sobre la bomba o si la bomba está gastada, entonces quizás el motor tiene el tamaño correcto. Sin embargo, si el motor existente es mucho más grande que el requerido, quizás se pueda mejorar la eficiencia del sistema usando un motor más pequeño.

Para predecir el tamaño correcto de la unidad motriz para cualquier nivel de fluido, tamaño de bomba, etc. Se debe usar el programa RODSTAR Sólo se debe usar RODDIAG para analizar sistemas existentes. RODDIAG no es un programa predictivo. Sus cálculos son válidos sólo para condiciones de pozos existentes basadas en la carta dinagráfica introducida.

Peso de las Cabillas en el Fluido

Este número se puede comparar con la carga medida en la válvula fija. La carga sobre la válvula fija que corresponde a una válvula fija en buenas condiciones debe ser cercana al peso de las cabillas en el fluido. Si estos dos números difieren en más del 10%, puede ser un indicador de que la celda de carga del sistema dinamométrico

está fuera de calibración. Para que esta conclusión sea válida, se debe realizar correctamente la revisión de la válvula fija y se debe demostrar que la válvula fija está en buenas condiciones mecánicas. Es una buena idea registrar dos o más pruebas de válvula fija para asegurar que se ha tenido un buen registro. También, la sumatoria del peso de las cabillas en el fluido más la carga del fluido sobre la bomba se debe acercar a la carga sobre la válvula viajera en una bomba en buenas condiciones.

Carga en la Estructura de la Unidad

Este número es un porcentaje y muestra si la carga pico en la barra pulida excede el rango estructural de la unidad. Debe ser menor a 100% para evitar daños o fallas estructurales en la unidad de bombeo. Si este número es muy bajo, demuestra que la unidad está sobredimensionada para esa aplicación.

Información de Tuberí a

En la sección de tubería se ve el diámetro interno y externo de la tubería, la profundidad del ancla de tubería (si está anclada), el estiramiento calculado de la tubería y el coeficiente de fricción cabilla-tubería introducido.

Información de la Bomba

Esta sección contiene la profundidad de la bomba, tipo de bomba, tamaño del pistón, recorrido neto calculado del pistón y deslazamiento volumétrico calculado en barriles por día. El deslazamiento volumétrico de la bomba muestra cuánto fluido puede manejar la bomba si es 100% eficiente y si hay suficiente fluido para llenar la bomba. El programa compara este número con la producción real de fluido para calcular la eficiencia volumétrica de la bomba. RODDIAG usa el tiempo de muestreo introducido para calcular el desplazamiento neto de la bomba.

Cálculos Basados en la Carta Dinagráfica de Fondo

El primer renglón en esta sección es la eficiencia volumétrica de bomba en porcentaje. Este número indica cuan eficiente es la bomba de subsuelo. Depende de la condición de la bomba, golpe de fluido o interferencia por gas, fuga en tubería, etc. La eficiencia volumétrica de la bomba también aparece en el tope de la primera página bajo la eficiencia del sistema. El resto de los renglones en esta sección se calculan a partir del ajuste de las líneas horizontal y vertical en la carta dinagráfica de fondo calculada.

El recorrido neto del pistón muestra la porción de la embolada que produce fluido. El desplazamiento neto del pistón se calcula en base al receñido neto del pistón y el tiempo de prueba. Este indica cuánto fluido pasa a través de la bomba según las condiciones de la bomba La carga del fluido sobre el pistón depende del nivel de fluido. RODDIAG calcula el nivel de (luido desde superficie, los pies sobre la bomba y la entrada de presión a la bomba. Estos cálculos dependen de la carga de fluido sobre el pistón como se explica luego en este capítulo.

Análisis de Tensión en la Sarta de Cabillas

Esta sección muestra el porcentaje calculado de carga sobre cada sección de cabillas según el factor de servicio que se haya introducido. También indica las tensiones máxima y mínima en el tope y la tensión mínima al final de cada sección de cabilla. Para sistemas con cabillas de fibra de vidrio la tensión mínima de fondo indica si la base de las cabillas de fibra de vidrio está en compresión. Una tensión mínima de fondo negativa puede causar ruptura prematura en las cabillas de fibra de vidrio. Además, para maximizar la vida de las cabillas, la carga de tensión debe ser inferior a 100%. Si RODDIAG arroja una tensión negativa en el fondo de las cabillas de fibra de vidrio o si la carga de alguna sección de cabillas excede el 100% se debe rediseñar la sarta de cabillas. Luego, cuando las cabillas fallen se puede entrar y cambiar el diseño. Esto ayuda a maximizar la vida de la sarta de cabillas.

Pero se debe recordar la necesidad de usar un programa predictivo computarizado como RODSTAR para rediseñar la sarta de cabillas.

Datos de la unidad de bombeo

Esta sección muestra el tamaño y tipo de la unidad de bombeo, la longitud de embolada calculada, el desbalance estructural y la orientación de rotación seleccionada con el pozo a la derecha. También muestra el numero del agujero de la manivela, el ángulo offset de la manivela y los datos de contrabalanceo que se hayan introducido. Si se han introducido las dimensiones de la unidad de bombeo, el programa las imprimirá. Si la longitud de embolada es diferente a la originalmente introducida se deberán revisar los datos de la unidad de bombeo. Dimensiones de unidad de bombeo erradas o un transductor de posición descalibrado pueden causar discrepancias.

Análisis de torque

En esta sección el programa imprime el torque pico calculado para la caja de engranaje, porcentaje de carga en la caja de engranaje, factor de carga cíclica, momento máximo de contrabalanceo y efecto de contrabalance. Si se ha introducido un momento máximo de contrabalance o efecto de contrabalance, el programa calcula los datos anteriores tanto para los datos existentes como para condiciones balanceadas. Si se introduce cero para el momento máximo de contrabalance, RODDIAG calculara estos números solo para condiciones balanceadas.

Para maximizar la vida de la caja de engranajes se debe mantener la carga en la caja de engranaje en menos de 100%. El factor de carga cíclico muestra cuán suave está el torque en la caja de engranaje Cuanto menor sea éste número, menos fluctuará el torque en la caja de engranaje. Además, un factor de carga cíclica pequeño resultará en mayor eficiencia del sistema. Se puede usar el efecto de contrabalance o el momento máximo de contrabalance en condiciones balanceadas para determinar hacía dónde mover las contrapesas y poder balancear apropiadamente la unidad de bombeo. Los fabricantes de las unidades de bombeo pueden aportar gráficos o tablas

que muestren cuánto momento o contrabalance se obtiene en función de la posición de las pesas.

Tamaño Requerido de Unidad Motriz Para un Pozo Existente

Esta sección indica el tamaño de unidad motriz requerida según las condiciones existentes en subsuelo, para las unidades motrices más comúnmente usadas. RODDIAG da estas recomendaciones para las condiciones existentes y para condiciones balanceadas. Estos tamaños de motor recomendados dependen del nivel de fluido y la condición de la bomba. Si el nivel de fluido está cerca de la entrada de la bomba y la carta dinagráfica de fondo indica bomba llena, entonces se puede usar el tamaño requerido de unidad motriz para compararlo con la unidad motriz en uso. Recordemos que si el nivel de fluido esta encima de la bomba el tamaño del motor debe ser mayor al recomendado por RODDIAG. Usualmente, cuanto más se parezca la unidad motriz existente a la del tamaño requerido, mejor será la eficiencia del sistema.

Consumo Eléctrico

Esta sección muestra una predicción del consumo eléctrico basado en el tipo de medidor y el costo de la energía que se le indique al programa. RODDIAG estima los KWH consumidos por día, la facturación mensual, costo por barril de fluido, para condiciones existentes y condiciones balanceadas. Los cálculos en esta sección dependen de las curvas de desempeño en motores NEMA D. Los datos de esta sección se pueden usar los resultados del análisis de torque para decidir si se debe balancear la unidad. Obviamente, si la carta dinagráfica calculada de fondo indica problemas con la bomba, no se debe balancear la unidad hasta haber resuelto el problema de subsuelo.

Gráficos dinamométricos

RODDIAG dibuja las cartas dinagráficas de fondo y de superficie y el diagrama de carga permisible. También muestra los ajustes de línea vertical y horizontal. En un monitor a color, la carta dinagráfica de superficie estará en verde, la carta dinagráfica de fondo en amarillo y el diagrama de carga permisible en rojo. En un monitor monocromático, la carta dinagráfica de superficie estará en línea cortada, la carta dinagráfica de fondo en línea sólida, y el diagrama de carga permisible en línea punteada. Si la línea curva del diagrama de carga permisible corta el dibujo de la carta dinagráfica de superficie, es evidencia de que el torque neto de la caja de engranaje excede el rango de la caja de engranaje. Si se introducen datos de contrabalance existentes registrando un momento máximo de contrabalance o un efecto de contrabalance entonces el diagrama de carga permisible corresponderá a las condiciones existentes. Si se introduce cero como momento máximo de contrabalance existente (para especificar que se desconocen los dalos de contrabalance), RODDIAG dibujará el diagrama de carga permisible en condiciones de balanceo. Para los números exactos torque pico neto en la caja de engranaje y

carga en la caja de engranaje revise la sección de análisis de torque en los resultados.

Además de mostrar si la caja de engranaje está sobrecargada. El diagrama de carga permisible de RODDIAG indica si la carga en la barra pulida excede el rango estructural de la unidad de bombeo o si la carga mínima en la barra pulida está cerca de cero. El diagrama de carga permisible muestra qué barra pulida está cerca de cero. El diagrama de carga permisible muestra qué tanto una unidad de superficie cumple con los requerimientos de carga del sistema. & la carta dinagráfica de superficie encaja bien en sobre del diagrama de carga permisible y tiene la misma tendencia que el diagrama de carga permisible, demuestra una buena concordancia entre el equipo de fondo y el de superficie. Si la carta dinagráfica predictiva de superficie muestra una tendencia opuesta al diagrama de carga permisible, es una evidencia que la unidad de superficie puede no rendir el mejor desempeño basado en el equipo de fondo.

Si se ajustan las líneas en la caria de fondo, para calcular el nivel de fluido, la presión de entrada a la bomba y el recorrido neto del pistón, dichas líneas también son dibujadas en la carta dinagráfica de fondo como se ve en la Figura 9.25. Se puede comparar la carta dinagráfica obtenida de fondo con formas conocidas de cartas para determinar qué está pasando en la bomba.

CAPITULO 10