PRODUCCION II
• Titular : Ing. Mario C. Sánchez
e-mail : [email protected]
• Colaboradores:
– Ing. Marité Alvarez
e-mail : [email protected]
[email protected]
_ Ing. Adrián Aguirre
e-mail : [email protected]
PRODUCCION II
•
•
Cursado: Lunes y Miércoles de 18:00 a 20:00 hs.
Aprobación del cursado :
1.
2.
Acreditar el 70 % de asistencia a clases.
Finalizar el proyecto iniciado en Producción I , diseñando las instalaciones
de superficie necesarias para transportar, separar, tratar y hacer
disposición final del petróleo producido y del agua y barros productos de
la producción.
Aprobar el proyecto realizado en el punto 2
3.
Una vez aprobado el proyecto y con un mínimo del 70 % de
asistencia, el alumno esta en condiciones de rendir el
examen final.
Condiciones para alumnos regulares y libres.
INGENIERIA DE PRODUCCION II
Producción II es la parte de la Ingeniería de
Producción que se encarga del control de la
extracción de petróleo y gas, transporte,
separación, y tratamiento de los estos,
haciendo disposición final del crudo, agua y
barros de producción, en condiciones
operativas seguras
CONDICIONES DE PRODUCCION
• Cuando un pozo de petróleo ha sido perforado
y está confirmado su potencial productivo, se
deben analizar determinadas condiciones del
pozo para decidir la forma en que se lo va a
hacer producir. En primer lugar analizar el
potencial energético del pozo , que esta dada
por la presión que posee la formación
productiva. A esa presión la denominamos PE
( Presión estática )
CONDICIONES DE PRODUCCION
• La PE es la presión de los fluidos en la formación y si
esta es suficiente para vencer las pérdidas de carga
desde la formación hasta su destino en superficie (
tanque ), el pozo será surgente . Es decir si :
• PE > Pérdidas de carga ( Pct+Ph+Pcs )= Pozo surgente
• Pct= pérdidas de carga en el tubing
• Ph = Presión hidrostática en el tubing desde el fondo a superficie
• Pcs = Pérdidas de carga en superficie
CONDICIONES DE PRODUCCION
• En caso de que la PE no logre vencer las pérdidas
de carga descriptas, los fluidos del pozo no
podrán llegar por su propia energía a la superficie
y alcanzarán una determinada altura dentro del
pozo , cumpliendo la siguiente ecuación :
• PE =Ph
Esta altura que alcanza el fluido dentro del pozo
se denomina nivel del fluido .
CONDICIONES DE PRODUCCION
• Este nivel de fluido , que será máximo cuando el
pozo no produzca y equilibrará la PE de la
formación , bajará cuando le apliquemos al pozo
algún sistema de extracción artificial , hasta un
valor en el cual la entrada de fluido de la
formación equilibrará al fluido extraido.
• Este nuevo nivel ejercerá una presión sobre la
formación y se denomina nivel dinámico. La
presión se expresa como Pwf ( Presión dinámica
de fluencia ).
CONDICIONES DE PRODUCCION
• Como consecuencia de lo dicho, se deduce que los
diseños de los sistemas extractivos deberán ser tales
que la Pwf tienda a cero ( Caudal máximo posible =
Qmáx ), lo que físicamente implica que el nivel
dinámico tenderá a cero y todos los fluidos que salen
de la formación serán extraidos. Es el caudal de
diseño de los sistemas artificiales de extracción, y se
establece la siguiente ecuación:
Qmax. = IP * ( PE – Pwf )
SISTEMAS EXTRACTIVOS
• Hemos justificado como una de las variables de
diseño, el Q máx, que se obtiene de los ensayos
de pozos , una vez que este es perforado,
entubado y ensayado. Otras variables a tener en
cuenta son :
•
•
•
Diseño del pozo ( diámetro de casing, profundidad de punzados, etc )
Condiciones de superficie, facilities , etc
Condiciones de los fluidos a extraer ( % de agua, salinidad, Tº , corrosividad,
etc.)
• Con esta información , que debe ser lo mas
confiable posible, se diseña el sistema extractivo
SISTEMAS EXTRACTIVOS
• Los sistemas extractivos los podemos clasificar
en función del tipo de energía usada para
extraer los fluidos de los pozos , a saber .
• Energía mecánica : Bombeo mecánico
Bombeo de cavidades progresivas – PCP
• Energía del fluido : Gas Lift Continuo
Gas Lift Intermitente
Plunger Lift
• Energía hidráulica : Bombeo Hidráulico
• Energía eléctrica : Bombeo centrifugo electrosumergible
Utilización de los distintos tipos de
bombeo
• Sistema
N°de pozos
%
Bombeo mecánico
11.295
80,8
Bombeo electrosumergible
941
6.9
Bombeo por cavidades progresiva
673
4.8 Gas Lift
259
1,8 PlungerLift
225
1,7 Bombeo hidráulico
204
1,1
Transporte de Petróleo
• En el mundo del petróleo los oleoductos y los buques tanqueros son los
medios por excelencia para el transporte del crudo.
El paso inmediato al descubrimiento y explotación de un yacimiento es su
traslado hacia los centros de refinación o a los puertos de embarque con
destino a la exportación.
Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de
acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor
hasta el punto de refinación y/o de embarque.
La capacidad de transporte de los oleoductos varía y depende del tamaño
de la tubería. Es decir, entre más grande sea el diámetro, mayor la
capacidad. En Argentina hay oleoductos desde 6 hasta 36 pulgadas de
diámetro.
Estas líneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y
atraviesan la más variada topografía. En Argentina generalmente van
enterradas a 1.50/2.0 metros de profundidad.
Transporte de Petróleo
• En la parte inicial del oleoducto una estación de bombeo impulsa el
petróleo y, dependiendo de la topografía por donde éste pase, se colocan
estratégicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de
gran altura, como las cordilleras de America.
Los oleoductos disponen también de válvulas que permiten controlar el
paso del petróleo y atender oportunamente situaciones de emergencia,
como las que periódicamente ocurren por efecto de las voladuras.
El gas natural se transporta en idénticas circunstancias, pero en este caso
la tubería se denomina gasoducto.
Hay ductos similares que cumplen funciones específicas: Líneas de
conducción, colectores generales y de control, oleoductos secundarios y
principales , etc
• Los buque-tanques son a su vez enormes barcos dotados de
compartimientos y sistemas especialmente diseñados para el transporte
de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio
de transporte más utilizado para el comercio mundial del petróleo.
La capacidad de estas naves varía según el tamaño de las mismas y de
acuerdo con el servicio y la ruta que cubran. Algunas pueden transportar
cientos de miles de barriles e incluso millones.
Separación
-
Almacenaje-ESQUEMA DE LA BATERÍA
Bombas triplex
TK agua dulce
TK Alma
retorno
TK Almacenaje
• -
TK C
A Playa de
Tanques
Sep. Control
CONTROL
Sep. Generales
Líquido
A gasoducto
GENERAL
TK FWKO
gas
Separador G-L
TK LPG
A gasoducto
A pileta API
Almacenaje-Playa de tanques
Retorno
TK1 Almacenaje
TK2 Almacenaje
y lavador
TK3 Lavador
Agua dulce
Tratamiento de petróleo
• El tratamiento de los crudos consiste en separar
el agua ( + sedimentos ) del petróleo y eliminar
las sales ( desalinizarlo ) para dejarlo en
condiciones de ser comercializado . Estas
condiciones normalmente son menos del 1 %
de agua y menos de 100 gr/m3 de sales,
expresadas como ClNa. Los tratamientos para
dejarlo en estas condiciones se llaman:
deshidratación y desalación
Tratamiento de petróleo
MÉTODOS DE DESHIDRATACIÓN
DECANTACIÓN ( natural ) *
TRATAMIENTO TÉRMICO
TRATAMIENTO ELÉCTRICO
TRATAMIENTO QUÍMICO
CENTRIFUGACIÓN
FILTRACIÓN
* Se rige por la ley de Darcy :
V= Cte*(Dfc-Dfd)*d2 / Vfc
Tratamiento de petróleo
Desalación
Otro de los elementos indeseables del crudo
para su comercialización son las sales;
Se eliminan para evitar corrosión e
incrustaciones en los circuitos por donde
circula el petróleo;
El proceso se realiza por lavado del
petróleo con agua dulce, ya sea inyectándola
en los oleoductos o pasando el petróleo a
través de un colchón lavador;
Normalmente se usan estos dos sistemas
en serie;
Tratamiento de petróleo
Desalación
El petróleo pasa a través de un colchón de
agua dulce de un tercio de la altura del
tanque;
Éste se renueva constantemente para
evitar la saturación con sales, los colchones
saturados no desalan;
El fundamento está en el intercambio
iónico que se produce en el colchón,
pasando las sales de las gotitas de agua del
petróleo al agua del colchón y disminuyendo
su concentración.
Disposición final del crudo
• Una vez que el crudo esta deshidratado y
desalado (menos del 1 % de agua y menos de
100 gr/m3 de sales , expresadas como ClNa ),
esta en condiciones de ser entregado para su
disposición final, que seguramente será su
destilación para obtener los subproductos (
naftas, kerosene, gas-oil, etc ) , o la industria
petroquímica.
Responsabilidad Social
Productos de desecho
Dentro de los procesos productivos del
petróleo, se obtienen productos de desecho ,
como son las “ agua de producción “ y los “
barros producción “. Estos deben tener un
tratamiento adecuado para su disposición
final con el objeto de no contaminar el medio
ambiente. Cada uno de estos temas implica un
compromiso muy importante para las
empresas productoras, porque el buen
destino de estos desechos hace a su
responsabilidad social.
Responsabilidad Social
Compromiso con la Seguridad
Así mismo, es importante mencionar que
dentro de la Industria Petrolera , el concepto
de “ Trabajo Seguro “ también hace a su
responsabilidad social y es una de las
Industrias que esta a la vanguardia en este
tema.
PRODUCCIÓN II
Tema Nº 2
Control de Producción en pozos de Petróleo
Herramientas de superficie para evaluar el estado del
pozo en los distintos sistemas extractivos. Control de
parámetros de producción y su evolución el el
tiempo. Análisis de las mermas de producción.
Control preventivo de las mermas. Análisis de pozos
problemas y soluciones
QUE ES PRODUCCION ?
• Producción es el sector de la Industria
Petrolera que hace realidad todo el esfuerzo y
la inversión llevada a cabo desde que se
empieza a explorar una zona . Cada sector (
exploración, geología, perforación,
reservorios, etc ) ven justificados sus esfuerzos
cuando el petróleo esta en superficie, en
condiciones de ser comercializado .
Importancia de Producción
• De la definición surge la importancia de no perder
producción, trabajando en la prevención de la
merma. Para ello es necesario hacer una rutina diaria
que nos permita detectar las anormalidades y
solucionarlas en el momento. Y si no se puede
remediar inmediatamente, es importante conocerlas
para programar su solución.
• Producción es un sector de la Industria Petrolera que
rinde examen todos los días, por la obligación de
tener arriba, en los tanques, el petróleo
comprometido.
REGLAS DE PRODUCCION
• El regla Nº 1 en PRODUCCIÓN dice que el Petróleo
no producido en el día de hoy se pierde. Lo que
vamos a producir mañana corresponde al día
siguiente.
REGLAS DE PRODUCCION
• El regla Nº 2 en PRODUCCIÓN dice que no es
técnicamente correcto perder producción sin saber
(tener detectado) el origen de la merma.
CONCLUSION
• En base a las dos reglas enumeradas es que
nace el concepto de “ CONTROL PREVENTIVO
DE LA PRODUCCION “.
• Esto implica usar todas las herramientas
disponibles para prevenir las mermas de
producción y todos los factores que puedan
complicar el normal funcionamiento de los
equipos productivos
CONTROL DE PRODUCCION
• Recorrido diario, rutinario, de lineas de pozos, colectores,
manifold, baterías, plantas, etc
• Control de bombas inyectoras de producto químico para
deshidratación y desalación
• Control de estado de producción de Pozos
• Análisis de laboratorio
• Control de estado de calderas
• Control de funcionamiento de traceado de calefacción
• Control y medición de tanques elevados. Control de
calefacción de estos. Control de evacuación
• Seguimiento de pozos .Estadísticas
• Parte diario de Producción : S/seco producido.
Control de estado de producción de
Pozos
•
•
•
•
•
•
•
Prueba de superficie-Diagrama DPP( * )
Control de equipamiento de superficie
Control de nivel
Control y análisis dinamométrico
Control de % de agua
Control de salinidad
Control de producción en tanques: -móviles
-fijos
Control de estado de producción de
Pozos
•
•
•
•
•
( * )Diagrama de pozo problema ( DPP ) :
Pozo normal
Bloqueo : Ajuste de medida
Inyección de agua por casing
Pesca de varillas : Ajuste de medida
Pesca de caños
Desgaste de bomba :
-desgaste de pistón
-pérdida de válvulas: * fija
* móvil
Análisis de laboratorio
• % Agua de pozos-
aguasep . 
petr * centr .
100
% 
Total
•
•
•
•
Salinidad del agua de producción
Salinidad del crudo de entrega
Salinidad del agua de tratamiento
% agua y sedimentos del crudo de entrega
* 100
Seguimiento de pozos . Estadísticas
Legajos:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sistema extractivo.
Producción de bruta, neta y % agua
Promedio mensual de los controles de bruta y % agua
Instalaciones de subsuelo. Cambios
Alternancias de varillas y movimientos de caños
Promedio salinidad del agua de producción
Instalaciones de superficie. GPM, carrera, AIB, etc.
Intervenciones. Cambios de bomba, pescas, etc.
Inyecciones de productos químicos para corrosión, incrustaciones, etc.
Cualquier otro dato referente al pozo
Curvas de producción: -Diaria- mensual- anual- acumulada
Curvas de salinidad
Programas de intervenciones con pulling-work over.
Curvas de proyecciones de producción. Cálculo de la declinación
Parte diario de Producción
• Todos los días, a una hora prefijada
(
07:00 hs. ) , se hace el cierre de existencias de
todos los tanques del Yacimiento, con el
objeto de obtener el s/seco producido del día.
Este se obtiene por diferencia de existencias ,
o sea :
• S/S DÍA = Exist. día + Entrega del día – Exist. Ayer
Todo expresado en m3. Como se mide para 24 hs. , el s/seco del día se expresa en m3/d
Parte diario de Producción
• Este valor debe coincidir con el valor previsto
o comprometido. De no ser así, o ser menor, la
diferencia se considera merma de producción.
Esta puede ser merma detectada ( paros de
pozos, disminución de producción,
intervenciones, etc ); o merma no detectada (
desconocida ), que debe justificarse lo mas
pronto posible.
Parte diario de Producción
• La merma detectada tiene el compromiso de
que una vez solucionado el problema, la
producción se recupera.
• La merma no detectada debe justificarse, pero
como no se conoce, debe salir a buscarse (
pozos sin producir o con menor producción no
detectada, roturas de líneas no detectadas,
etc.).
Parte diario de Entrega
• También se lleva las estadísticas de los m3 de
petróleo entregado, día por día, con los valores de
densidad, ºAPI, salinidad, % de agua.
• No olvidemos que esto es un negocio que debe ser
rentable, por lo tanto el producto de las ventas del
petróleo deben cubrir todos los gastos, inversiones,
etc., y dejar ganancias.
• De no ser así, como todo negocio que no es lucrativo,
debe cerrarse.
Informe diario de Producción
Parte diario
•
•
•
•
El parte diario es un informe que contiene la
siguiente información :
Producción bruta, diferencia con el día
anterior y justificaciones de las mermas
Producción neta, acumulada y promedio
mensual
Entrega, salinidad, % agua, acumulada y
promedio
Novedades de recuperación secundaria
Declinación de la Producción
• A los fines de no buscar mermas indetectables,
debemos tener en cuenta que la producción de los
Yacimientos declina de acuerdo a una curva natural,
por lo que es importante conocerla al momento de
comprometer una producción anual.
• En función de esta declinación, es imprescindible
generar proyectos de mejoramiento de la producción
como son acidificaciones, fracturaciones, etc; con el
objetivo de ir cubriendo la producción perdida por la
declinación.
Compromiso anual de Producción
• Normalmente antes de terminar el año, se
hacen las predicciones de producción para el
año siguiente. Se compromete una producción
mensual que debe ser cumplimentada y de no
ser así, justificada.
• Es importante cumplirla porque en base a ella
se hacen las previsiones de inversiones y
ganancias de las empresas a lo largo del año
Previsión anual de gastos
• También se preveen los gastos operativos a
tener, mensualmente, para el año siguiente.
• Estos gastos operativos contemplan los gastos
del yacimiento y se miden en :
Gasto mensual en u$s/ producción en bbls
Es decir : XXX u$s/bbl
OPERACIONES ESPECIALES DE CAMPO
• Dentro de las operaciones de campo descriptas,
están también las referidas al control del equipo de
pulling.
• Un equipo de pulling es el menor equipo de campo,
que consta de torre portable, cuadro de maniobras,
motores y accesorios necesarios para operaciones
menores como movimientos de tubing, movimiento
de varillas,cambios de bombas, pescas de varillas ,
etc.
OPERACIONES ESPECIALES DE CAMPO
• Vamos a analizar cada maniobra del equipo de
pulling en particular:
• 1- Movimiento de varillas
• 2- Movimiento de caños
• 3- Cambios de bombas
• 4- Pescas de varillas
• 5- Maniobras varias
REGLA OPERATIVA FINAL
En base a lo expuesto, debemos tener en cuenta, al
momento de proponer estos proyectos de
mejoramiento de la Producción, que estos deben estar
sustentado en tres condiciones básicas:
•
•
•
Condición técnica
Condición económica
Condición legal ( incluye SMS )
Ninguna prevalece sobre la otra, las tres tienen el
mismo peso.
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