Mejora de Eficiencia Energética en BES
Mariano Ballarini (Pan American Energy) Marcelo Bruni (Pan American Energy) Ricardo Teves (GE Oil & Gas)
Eficiencia Energética en BES
INTRODUCCIÓN
Emplazamiento Geográfico
• Pozos Productores: 3048
• Pozos Inyectores: 584
• Prod Neta: 14.6 Mm3pd
• Inyección Agua: 165 Mm3pd
• Proyectos WF : 64
• Prod Gas: 8 MMm3pd
• Prod Bruta: 180 Mm3pd INTRODUCCIÓN
Información Producción
DISTRIBUCIÓN DE SISTEMAS ARTIFICIALES
EVOLUCIÓN DEL PARQUE BES EN CERRO DRAGÓN E ÍNDICE DE FALLAS
132 133 134 139 141 151 153 163 166 174 182 186 190 200 210 220 227 229 239 249 254 261 273 280 285 294 307 313 321 329 333 341 352 361 364 374 381 387 398 404 409 419 425 437 445 450 453 456 461 465 464 475 481 491 505 513 525 529 533 542 544 542 551 565 578 586 593 597 600 598 602 611 620 623 618 618 625 627 629 633 639 640 642 634 636 631 635 643 641 645 647 655 654 657 657 658 653 654 656 661 661 662 663 668 673 685 691 699 702 705 701 707 713 715 720 717 721 729 736 737 739 741 744 752 752 751 763 767 776 777 785 790 797 800 803 808 815
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
dic-02 feb-03 abr-03 jun-03 ago-03 oct-03 dic-03 feb-04 abr-04 jun-04 ago-04 oct-04 dic-04 feb-05 abr-05 jun-05 ago-05 oct-05 dic-05 feb-06 abr-06 jun-06 ago-06 oct-06 dic-06 feb-07 abr-07 jun-07 ago-07 oct-07 dic-07 feb-08 abr-08 jun-08 ago-08 oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 oct-10 dic-10 feb-11 abr-11 jun-11 ago-11 oct-11 dic-11 feb-12 abr-12 jun-12 ago-12 oct-12 dic-12 feb-13 abr-13 jun-13 ago-13 oct-13 dic-13 feb-14 abr-14 INDICEDE INTERVENCION / POZO / AÑO
CANTIDAD DE POZOS
ESTADISTICA DE PULLING POR FALLA 2002 - 2014
Eficiencia Energética en BES Comparación con otros sistemas
Artificial Lift Method Rod Lift PCP Gas Lift ESP
Maximum Operating Depth, TVD (ft/m) 16,000
4,878
12,000 3,658
18,000 4,572
15,000 4,572
Maximum Operating Volume (BFPD) 6,000 4,500 50,000 60,000
Maximum Operating Temperature (oF/oC) 550o 288o
250o 121o
450o 232o
400o 204o
Corrosion Handling Good to Excellent Fair Good to Excellent Good to Excellent
Gas Handling Fair to Good Good Excellent Fair to Good
Solids Handling Fair to Good Excellent Good Fair to Good
Fluid Gravity (oAPI) >8o <40o >15o >8o
Servicing Workover or Pulling Rig
Wireline or Workover Rig
Workover or Pulling Rig
Prime Mover Gas or Electric Gas or Electric Compressor Electric Motor
Offshore Application Limited Limited Excellent Excellent
System Efficiency 45% to 60% 50% to 75% 10% to 30% 35% to 60%
Potencia Eléctrica
Perd. Boca pozo
Perd. tubings
Perd. bomba
Perd. sello
Perd. cable
Perd. motor
Potencia Hidráulica
Scatter Plot
Eficiencia del Sistema%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
5 10 15 20 25 30 35 40 45
Scatter Plot
Eficiencia del Sistema%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
5 10 15 20 25 30 35 40 45
Eficiencia Global
636 Pozos analizados (80% del parque de BES)
Pérdidas de Energía por Componentes
35%
29%
18%
16%
1% 1% 0%
Potencia Hidráulica Bombas
Motor Cable Sello
Presión en Boca de Pozo Fricción
Pérdidas de Energía en BES % Potencia Hidráulica 35
Bombas 29
Motor 18
Cable 16
Sello 0,4
Presión en Boca de Pozo 1,3
Fricción 0,3
Total 100
Scatter Plot
% Pérdida en el sistema por Presión en boca
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 2 4 6 8 10
Pérdidas en Boca de Pozo
Pérdidas en Bombas
Scatter Plot
%Pérdida en el sistema por ineficiencia en Bba
0 10 20 30 40 50
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7
Eficiencias Teóricas en Bombas
TD1750
Scatter Plot (3)
Q Bruto
50 100 150 200 250 300 350 400
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7
Eficiencias Reales en Bombas
Crecimiento de BES por Rango de Caudales
0 50 100 150 200 250 300
enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre enero Febrero Marzo Abril2012
2013
2014
Mayor a 250 m3/d Entre 50-100 m3/d Entre 100-150 m3/d Entre 150-250 m3/d
Eficiencias Teóricas en Bombas
Pérdida en Bombas
Scatter Plot (3)
Q Bruto
125 130 135 140 145 150 155
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65
0.7
TD-1000
1000 BPD Mixed Flow Stage
Product Type
Applications Abrasive
s
Corrosio n
Scale
Nedox Type 1 Coating ♦♦ ♦♦ ♦
Nedox Type 2 Coating ♦♦ ♦ ♦♦
CDP Surface
Treatment ♦♦ ♦♦
DURAD Surface
Treatment ♦♦ ♦
FPS Spray Coat ♦ ♦♦
Designation Description (versus non treated stage]
No diamond No improvement or impact
♦ Light improvement
♦♦ Considerable improvement
• 1000 BPD Mixed Flow Stage
• BEP Targets at 60 Hz
• BPD: 1100
• Ft/Stage: ≥ 27
• Efficiency: 64%
1000 BPD Mixed Flow Stage
1000 BPD Mixed Flow Stage
TC Bearing
Eficiencias en Motor
Scatter Plot
%Pérdida en el sistema por ineficiencia en motor
10 15 20 25 30
0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85
Eficiencias en Motor
Pérdidas en Cable
Scatter Plot
Pérdida en el sistema por cable%
10 15 20 25 30
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Pérdidas en Cable
Cambio en bobinado de motor
HP voltaje amp
19 368 37
21 417 37
30 589 37
36 711 37
HP voltaje amp
19 463 30
21 525 30
30 741 30
36 896 30
HP voltaje amp
19 272 51
21 308 51
30 435 51
36 525 51
Ejemplo 1
568 PSI
Reubicar un VSD
Ejemplo 1
Ejemplo 1
A 2300m de profundidad las bombas TD-1250 y TD-1750 necesitarían 4 motores TR3.
Ejemplo 2
Pérdidas de Energía por Componentes
35%
29%
18%
16%
1% 1% 0%
42%
25%
22%
8% 1% 2% 0%
Potencia Hidráulica Bombas
Motor Cable Sello
Presión en Boca de Pozo Fricción
Actual Futuro
Recomendaciones y Conclusiones
• Las pérdidas en bombas para caudales 130- 155m3/d serán minimizadas con la incorporación de bombas TD-1000.
• Existen oportunidades de mejora en pozos con producciones menores a
100m3/d. Nuevas bombas de flujo mixto estarán disponibles en esos caudales, que mejorarán la eficiencia.
• La máxima eficiencia energética a profundidad promedio de 2200m se logra con bomba TD-1750 y motor TR4 (48%).
• La máxima eficiencia energética a profundidad promedio de 2200 m con motor TR3 y bomba TD-1750 es de 45%.
• El principal cuello de botella sigue siendo la bomba centrífuga.
• Las pérdidas en el cable son considerables y puede minimizarse usando motores de menor corriente.
• La tensión de trabajo de los equipos deberá ser la que asegure el mínimo amperaje y la máxima eficiencia en motores.
• El uso de Variadores de Frecuencia también contribuye a mejorar la eficiencia del sistema.
