Weatherford
INTRODUCIÓN
El Campo Los Lanudos se ubica al Norte del Campo La Concepción, la presencia de gas fue descubierta en los años 1940 con la perforación de los pozos C-141 al C-147, cuando aún se consideraba parte del Campo La Concepción. Para el año 1957, se perforaron los pozos C-222 al C-224, ninguno de estos pozos fueron puestos en producción por deficiencias en las facilidades para el manejo de gas. El desarrollo del área en la cual se incluyen el campo Los Lanudos, El Socorro, San Ignacio, Y Alcaravan, se produjo entre los años 1981 y 1982 con la perforación de 13 pozos, a los que siguieron otros pozos hasta llegar a la cantidad actual de 31.
En 1982, al inicio de las operaciones del área Los Lanudos presentaba una producción de 30 MMPCD, al año 1997, la producción acumulada de gas era de 111.8 MMMPC por intermedio de 21 pozos en producción. Actualmente, la producción diaria es de 2,53 MMPCD con 14 pozos activos. La declinación natural del yacimiento, la explotación a la cual está sometido el campo, los problemas de agua asociada y el crecimiento poblacional de La Concepción han ocasionado un importante déficit de gas combustible que
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compromete tanto la operatividad del campo como la disponibilidad de este recurso a los habitantes de las comunidades vecinas.
Desde mediados del año de 1999, se ha venido aplicando en el área la concepción un sistema extractivo de levantamiento artificial denominado plunger lift, el cual puede ser asistido con gas a presión, como energía externa ó auto alimentado cuando el pozo genera el suficiente gas. Debido a que los pozos en el campo la concepción no tienen suficiente gas como para hacer levantar el pistón por si mismo, por medio de una fuente de energía externa (planta compresora) se le inyecta el gas necesario para que pueda levantar el plunger y a su vez el colchón de liquido.
Sabiendo esto, el objeto de la investigación es proponer la factibilidad de la aplicación del método antes mencionado, en su variante auto-plunger, a los pozos del campo Los Lanudos, los cuales son netamente productores de gas y en la actualidad presentan grandes problemas de producción de agua. El principio del plunger Lift es básicamente el uso de un pistón libre introducido dentro del tubing que viaja de abajo hacia arriba y a la inversa dentro de este a manera de ciclo, con la única función de extraer al máximo el nivel de liquido desde el fondo hasta la superficie.
Este trabajo de investigación ha sido estructurado en cuatro capítulos.
El Capítulo I, presenta la formulación del problema así como los objetivos que se pretenden lograr.
El Capitulo II, es el Marco Teórico y esta conformado por la recopilación de todo el material Bibliográfico en relación al tema en estudio.
El capitulo III, es el Marco Metodológico en el cual se explica la forma en la cual se dispuso la información usada para el desarrollo del trabajo, así como los recursos igualmente utilizados.
Por último, el Capitulo IV expone el Análisis de Resultados, en el cual se presentan los cálculos realizados y los cambios propuestos para cada uno de los pozos.
Finalmente, se presentan las conclusiones a las cuales se llegó con el análisis de los resultados, así como las recomendaciones propuestas.
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CAPITULO IEL PROBLEMA
Conceptualización del problema.
Hoy en día la alta producción de agua en los pozos de hidrocarburo ha tomado una gran importancia dentro de la industria petrolera. El agua en la producción del pozo representa un factor determinante e importante durante la vida productiva del mismo, ella afecta todas las etapas de la vida del campo petrolero, desde la exploración hasta el abandono, pasando por el desarrollo. Siempre que un pozo se pone a producir tarde o temprano el agua va aparecer y por ende la implementación de su control.
Viendo esto se sabe que los problemas asociados a la producción de agua son principalmente la merma de producción de hidrocarburo; en el caso de un pozo de gas esta va acumulándose hasta formar una columna de agua que posteriormente ahoga al pozo, otro inconveniente es el manejo del agua producida, normalmente no se dispone de las instalaciones necesarias para manejar altos caudales de agua de yacimiento; adjunto a estos problemas siempre esta asociado el aspecto económico el cual se ve afectado al tener que desviar capital para remediar los problemas de producción de agua.
En Venezuela, el control de la producción de agua constituye un importante desafío para los ingenieros de yacimientos, producción y de reacondicionamiento de pozos. Para reducir el corte de agua e incrementar la vida útil del pozo, se debe encontrar una solución satisfactoria definiendo el origen del agua, esta puede estar dado por ciertas condiciones en el yacimiento o en las cercanías del pozo las cuales pueden ser: filtraciones en el revestidor, tubería de producción o empacaduras, Flujo canalizado detrás del revestidor, conificación, adedamiento, comunicación a través de fracturas, entre otros.
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El área Los Lanudos se ubica al norte del campo La Concepción, la presencia de gas libre fue descubierta en los años 1940, con la perforación de los pozos C-141 y C-147, cuando aun se consideraban parte del campo La Concepción. Sin embargo, desde el año 1997, fueron pocas las actividades realizadas en esta área. Se cuenta con un informe como resultado de la evaluación de la producción de los pozos así como la recolección de la información de presión y evaluación de gradientes dinámicos. En este tiempo la producción comienza con una franca declinación.
La problemática actual del campo Los Lanudos, radica en la creciente demanda de gas que tiene el campo petrolero La Concepción, (la cual es abastecida por el campo en estudio, Los Lanudos), para el levantamiento artificial de la mayoría de los pozos de petróleo. Es por esto que se hace importante aumentar la producción de gas del campo Los Lanudos, siendo esta producción de gas actualmente mermada principalmente por la alta presencia de agua, la cual paulatinamente y a corto-mediano plazo podría ahogar a los pozos productores de gas, trayendo como consecuencia, simultáneamente, la caída exponencial de la producción de petróleo del campo La Concepción.
Es importante mencionar que en los pozos de gas del campo Los Lanudos no se utiliza ningún sistema de levantamiento artificial, excepto la aplicación de un método en el cual se cierra el pozo hasta que se haya restaurado la presión suficiente para que produzca de forma natural. Es evidente que esta medida no es la mas eficiente, debido al tiempo que el pozo queda sin producción, es por esto que se genera la necesidad de estudiar la posibilidad de implantar un método mas eficaz para contrarrestar la producción de agua y aumentar la producción de hidrocarburo, en este caso de gas, o mantener la producción de gas de manera constante.
En muchos casos, las tecnologías innovadoras para el control del agua pueden significar una reducción de los costos de instalación, mantenimiento y equipamiento, y además proporcionar un aumento de la producción de hidrocarburos, representando esto una alta rentabilidad; Es por esto y tomando en cuanta la problemática antes descrita que se propone dar como alternativa el uso del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift en pozos productores de gas con agua asociada del campo Los Lanudos, buscando de esta forma levantar la columna de agua, que pueda estar presente en algunos de los pozos
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del campo, evitando así que esta ahogue el pozo, optimizando de esta forma la producción de gas libre y pudiendo mantener constante la producción de gas.
Formulación del Problema
Fundamentado en el planteamiento anterior se propone responder a la siguiente interrogante:
¿Resulta factible técnicamente el uso del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift para los pozos productores de gas con agua asociada del campo Los Lanudos?
Objetivos de la investigación
Objetivo General
Proponer la factibilidad técnica del uso del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift para los pozos productores de gas con agua asociada del campo Los Lanudos.
Objetivos Específicos
➢ Analizar la información actual concerniente al campo Los Lanudos.
➢ Comparar el sistema Plunger Lift con el sistema de levantamiento artificial Gas Lift a fin de determinar diferencias y similitudes.
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➢ Evaluar la producción de gas de los pozos del campo los lanudos.
➢ Establecer los pozos candidatos que se ajusten a los parámetros requeridos para la aplicación técnica del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift.
➢ Determinar los cambios necesarios en la completación mecánica de los pozos candidatos para la posible implementación del levantamiento artificial de Plunger Lift.
Justificación de la Investigación
Esta investigación tiene por objetivo visualizar desde una perspectiva constructiva las posibles ganancias que tiene la aplicación de una metodología técnica-operacional que propone simplificar grandes gastos a nivel de tiempo y dinero. Enfocándose en el aspecto técnico la investigación busca proponer el uso del sistema Plunger Lift o auto Plunger Lift para los pozos que sean aptos para este, de esta forma se contarían con altos beneficios ya que este es un método muy eficaz y económico; además la investigación aporta un análisis detallado de la configuración mecánica de cada pozo en estudio, y de esta forma se tendrá información de fácil acceso para diagnosticar posibles problemas de tubería, obstrucciones (Fish), entre otros y así poder planificar posibles intervenciones o reacondicionamiento.
Desde el punto de vista teórico es de gran importancia dentro de la ingeniería de petróleo, principalmente en las áreas de optimización y producción. Siendo el control de agua y producción de gas una operación dentro de las actividades de optimización y mejoramiento de la producción y así mismo aportando información importante del método de Plunger Lift para futuras investigaciones.
Es importante destacar que el del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift o pistón metálico tiene como principio básico el uso de un pistón libre que provee una interfase mecánica entre los líquidos producidos y el gas, el cual puede ser natural o asistido. Este gas provee la energía necesaria para provocar el movimiento del pistón que produce la columna de líquido desde el fondo del pozo hasta la superficie y constituye una alternativa
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para mejorar el perfil de producción del yacimiento, maximizando la producción de gas en los pozos. Además de aportar otros beneficios como la remoción de parafinas e hidratos. La investigación aporta, desde la perspectiva metodológica, una base para investigaciones posteriores, del conjunto de métodos utilizados en la propuesta del sistema de levantamiento artificial Plunger Lift en el Campo Los Lanudos.
Delimitación de la Investigación
El área de objeto de estudio es el campo Los Lanudos ubicado en la parte norte del campo La Concepción, municipio Jesús Enrique Losada, perteneciente a la empresa PDVSA Petrowuayuu, en la ciudad de Maracaibo estado Zulia. La realización de los objetivos propuestos de este proyecto se enmarca en el periodo de 6 meses abarcando desde junio de 2010 hasta diciembre de 2010. Basándose en la evolución de las investigaciones de optimización del campo Los Lanudos. De acuerdo a lo propuesto en la Conceptualización del problema y de los objetivos proyectados se permite establecer este tema de investigación en la línea de optimización, ubicándola en el área de Producción.
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MARCO REFERENCIAL
Antecedentes de la Investigación
Según Ortiz (2005). Los antecedentes, son todos aquellos trabajos de investigación que preceden al que se está realizando. Son los realizados relacionados con el objeto de estudio presente en la investigación que se está haciendo. Como ejemplo si el trabajo trata
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sobre la cantidad de sedimentación de materiales orgánicos en los ríos de los Llanos, entonces todo trabajo relacionado con sedimentación en ríos, sean estos de otras partes del mundo, son antecedentes; todo trabajo que involucre materiales orgánicos en ríos, también serían antecedentes.
Barboza y Rodríguez. (2006) “Optimización del levantamiento artificial por gas intermitente convencional y aplicación de nuevas tecnologías dentro de la unidad de explotación lagomar”. Universidad del Zulia. La situación actual de los pozos de la u e. lagomar, puede definirse como: bajos índices de productividad, bajos niveles de fluido; y bajo porcentaje de pozos instrumentados con registradores de dos presiones. La realidad: pozos con baja producción, alto consumo da gas de levantamiento y dificultades para optimizar por falta de recursos de medición.
Obtener la producción dentro de las limitaciones de las instalaciones existentes, o minimizando las inversiones nuevas, es la mejor vía de optimización para un campo maduro como lagomar. El levantamiento artificial por gas intermitente, controlado por una válvula de subsuelo es la opción usada tradicionalmente, pero una segunda alternativa: el control del caudal de inyección por medio de controladores en superficie se abre paso en vista de las presiones actuales presentes en los yacimientos, donde es indispensable controlar la inyección para mantener la relación gas inyectado – líquido producido a un nivel rentable. Su uso permite variar el caudal de gas en un amplio margen, y el tiempo de ciclo total se puede controlar independientemente del volumen de gas por ciclo.
Durante el año 1999 su uso se extendió a las unidades Bachaquero lago, Lagunillas Lago, y Tía Juana lago, brindando excelentes resultados en la optimización del consumo del gas de inyección y en algunos casos incrementando la producción de los pozos. El aporte de esta para la investigación viene dada al reconocimiento de los tipos de sistema Plunger Lift, en este caso del Plunger Lift asistido el cual podría ser implantado en pozos de gas que no posean suficiente RGL.
Miquilena y García, (2005) “Uso del sistema plunger lift en el campo La Concepción”. Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas. Con la implementación del sistema extractivo Plunger Lift se ha logrado la sustitución de métodos como Bombeo Mecánico (BM) y Bombas de Cavidad Progresiva (BCP), los cuales se distribuyen de la siguiente
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manera: 5 cambios de sistema extractivo en bomba por cavidad progresiva (BCP), 3 cambios de sistema extractivo en bombeo mecánico, y 4 reactivaciones de pozos donde se cuenta con instalaciones de gas y donde otros sistemas extractivos no tuvieron aplicación. Lo que da un resumen en general con este sistema de 11 pozos. Como causa importante como para que se tome en cuenta su aplicación es que es de fácil instalación, sencillez operativa, gran confiabilidad.
Además da soluciones a problemas que otros levantamientos no resuelven como: acumulación e parafinas, incrementos de cargas liquidas en pozos gasiféros, necesidad de operar en relación gas liquido relativamente altas, golpes de gas en bombas y baja eficiencia de producción. El aporte de esta investigación para el estudio fue las ventajas que presenta el método Plunger Lift con respecto a otros sistemas de levantamiento artificial
Leal N, (2004) “Optimización del sistema Plunger Lift en el campo La Concepción”, La Universidad del Zulia. El estudio surge ante la necesidad de optimizar el sistema Plunger Lift en el campo la Concepción, actualmente el campo cuenta con 9 pozos que produce bajo este sistema y otros 9 pozos que producen con bombeo Mecánico pero debido a los costos asociados por el gran número de intervenciones que se les ha realizado (a causa de parafina y arena) se desea estudiar la factibilidad de su cambio a Plunger Lift. El sistema Plunger Lift opera por ciclos, además los pozos de la muestra requieren inyección de gas, por lo que el número de ciclos y el volumen de gas a inyectar son dos factores importantes para la optimización del sistema.
Por lo tanto en base a las características operacionales y con data del yacimiento se utilizo un programa que generó el número de ciclos óptimos con el cual cada pozo operaría eficientemente. Así mismo empleando un criterio desarrollado para Ingepet se logro optimizar el consumo de gas del sistema. La contribución de esta investigación para el estudio es que a través de esta se pudo determinar los parámetros de uso del sistema Plunger Lift en pozos de petróleo, los cuales posteriormente fueron adaptados al uso de pozos de gas.