Sistemas artificiales de producción híbridos

Los sistemas artificiales de producción representan estadísticamente la forma de extracción de hidrocarburos más grande, ya que de los 890 000 pozos productores de aceite, el 94% utilizan alguna forma de levantamiento artificial. De este porcentaje de pozos que utilizan un levantamiento artificial, el 40% utiliza Bombeo Mecánico, el 34% utiliza Bombeo Neumático, el 18% utiliza Bombeo Electrocentrífugo Sumergido, el 5% cuenta con un equipo de Bombeo por Cavidades Progresivas, el 1% utiliza Bombeo Hidráulico y el 2% utiliza otros tipos de sistemas artificiales de producción (fig. 2.1).

Fig. 2.1. Porcentajes de aplicación de los SAP alrededor del mundo. 1

El hecho es que los sistemas artificiales requieren innovaciones que les permitan extraer la mayor cantidad de hidrocarburos con un menor costo monetario, por lo tanto, la ingeniería de producción se ha visto obligada a enfrentarse a problemas económicos, referidos a la eficiente extracción de hidrocarburos. Estos factores corresponden a los costos de capital (capex) y los costos de operación y mantenimiento (opex).

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novedosas tecnologías para la recuperación de hidrocarburos. Las empresas de servicio son los principales entes desarrolladores de dichas tecnologías novedosas. Estas compañías de servicio se han dado a la tarea de combinar sistemas artificiales de producción convencionales (o solo partes de ciertos sistemas) para crear nuevos sistemas (sistemas híbridos). Dicho en otras palabras, gracias a la combinación parcial de sistemas artificiales de producción convencionales se han podido reducir o eliminar parámetros de limitación que presenta un sistema artificial de producción por sí mismo. Como resultado de estas innovaciones en el área de los sistemas artificiales de producción, se han obtenido sistemas de levantamiento artificial híbridos que pueden manejar rangos de operación más amplios (comparados con los sistemas artificiales de producción convencionales); además dichos sistemas elevan considerablemente la producción de hidrocarburos, y por consecuencia el factor de recuperación de éstos.

2.1.1. Principio fundamental de los sistemas artificiales de producción híbridos.

Como se mencionó con anterioridad, los sistemas artificiales de producción híbridos constan de la combinación parcial de dos sistemas artificiales de producción convencionales, dicha combinación obedece principalmente a que la bomba del sistema recibirá energía adicional, lo que significa que un sistema artificial de producción mejorará la eficiencia de otro; además, esta combinación resulta muy ventajosa cuando se avería alguno de los SAP convencionales que integran al sistema híbrido, ya que en el momento en que uno de estos SAP no funcione, el otro seguirá operando; dicho en otra palabras, funciona como sistema alterno de producción.

2.1.2. Clasificación y descripción general de los SAP híbridos

No existe una clasificación general de los sistemas artificiales de producción híbridos, esto es debido a que hay variados criterios sobre los cuales se podría hacer una clasificación, tales criterios son:

► Ubicación del lugar de instalación de la bomba. ► Fuente energética a utilizar.

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En este trabajo de investigación se realiza una clasificación de los SAP híbridos (fig. 2.2) en función de la dependencia de éstos al consumo de gas.

Fig. 2.2. Clasificación de los SAP híbridos en función del uso de gas. 2.1.2.1. Bombeo neumático –Bombeo hidráulico tipo jet2

Este tipo de sistema artificial de producción usa generalmente con una sarta concéntrica (espiral) dentro de la tubería de producción. Se inyecta un fluido motriz (agua o aceite) debajo de la tubería en espiral; al final de dicha tubería la bomba Jet imprime energía al fluido motriz para que este se mezcle con los fluidos de producción.

Una vez que los fluidos de producción y el fluido motriz se encuentran en la cámara de mezclado, un volumen de gas a alta presión es inyectado encima de la Bomba Jet que nuevamente aligera la columna de fluidos producidos, lo que trae como consecuencia el mejoramiento de la eficiencia de la bomba.

2.1.2.2. Bombeo neumático - Bombeo de cavidades progresivas2

Este tipo de sistema artificial de producción hibrido consiste en colocar válvulas de bombeo neumático sobre una bomba de cavidades progresivas. Esto es para que los fluidos de producción que son bombeados hacia la superficie con ayuda de la bomba de cavidades progresivas sufran un efecto de aligeramiento al inyectarle gas a alta presión. Esta combinación de sistemas artificiales

Sistemas artificales de produccón

híbridos

Sistemas que usan el efecto de aligeramineto en la columna hidrostática del

pozo.

Bombeo neumático - Bombeo hidraúlico jet Bombeo neumático - Bombeo de cavidades

progresivas

Bombeo neumático - Bombeo electrocentrífugo sumergido Bombeo neumático - Émbolo viajero Sistema libre del consumo

de gas

Bombeo electrocentrífugo sumergido - Bombeo de cavidades progresivas

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de la superficie.

2.1.2.3. Bombeo neumático - Bombeo electrocentrífugo sumergido2

En un sistema de producción hibrido Bombeo neumático - Bombeo Electrocentrífugo Sumergido (fig. 2.3), existe un efecto de aligeramiento en la columna del fluido de producción mediante la inyección de gas por arriba del aparejo de bombeo Electrocentrífugo sumergido. El aparejo de producción de este sistema hibrido consiste esencialmente en la instalación de un empacador que sella el espacio anular por encima del aparejo de Bombeo Electrocentrífugo y con una válvula de Bombeo Neumático colocada por encima de ese empacador se inyecta gas a alta presión dentro de la tubería de producción para aligerar el peso de la columna de los fluidos de producción.

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2.1.2.4. Bombeo neumático - Émbolo viajero2

El objetivo de este sistema artificial de producción es mejorar la eficiencia de elevación en pozos que producen intermitentemente. El mejoramiento de la eficiencia se logra gracias a la disminución del escurrimiento del fluido producido. La función del Sistema de Émbolo Viajero es proveer una interface mecánica entre el líquido producido por el pozo y el gas inyectado por las válvulas de bombeo neumático. Esta interface elimina el escurrimiento y aumenta considerable te la eficiencia.

In document sistema artificial.pdf (página 49-53)