BOMBEO HIDRÁULICO
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BOMBEO HIDRÁULICO
CONSTRUIMOS FUTURO
CONTENIDO
2
INTRODUCCIÓN
1. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN
2. BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
2.1. Descripción del Principio Físico
2.2. Modelamiento Matemático
2.3. Diseño
2.4. Ejemplo de Diseño
2.5. Especificaciones y Descripción del Equipo
2.6. Prácticas Operacionales
2.7. Evaluación Financiera
2.8. Problemas
2.9. Ventajas y Desventajas
3. CONCLUSIONES
4. BIBLIOGRAFÍAFiguras No. 1 y 2. Fuente:
http://www.weatherford.com/
CONSTRUIMOS FUTURO
INTRODUCCIÓN
Una vez comunicada la zona de interés con el pozo, puede ocurrir que el pozo sea puesto en funcionamiento por flujo natural. Cuando la energía natural que empuja a los fluidos es insuficiente o deja de ser suficiente, se recurre a métodos artificiales o sistemas de levantamiento artificial para continuar extrayendo el petróleo. El Bombeo Hidráulico es un sistema de levantamiento artificial que tiene por objetivo transformar la energía mecánica suministrada por el motor de arrastre (eléctrico o de combustión interna) en energía oleohidraúlica. Los sistemas de bombeo hidráulico se pueden dividir en dos clases de acuerdo al tipo de bomba de subsuelo: Bombas Hidráulicas Tipo Pistón y las Bombas Hidráulicas Tipo Jet.
3
CONSTRUIMOS FUTURO
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN
4
Fuente: Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
El sistema de Bombeo Hidráulico Tipo Pistón es un sistema reciprocante,
es decir, succiona y expulsa el fluido
alternadamente, el cual es forzado a salir de un par de cilindros por la acción de cada uno de
los pistones.
Figura No. 3: Estructura Interna de una Bomba Hidráulica Tipo Pistón.
CONSTRUIMOS FUTURO 5
CARACTERÍSTICAS:
Puede alcanzar mayores profundidades que otros sistemas. Facilidad con que se instalan y recuperan las bombas sub-superficiales (Bomba tipo libre). La instalación de este tipo de bombeo es ideal cuando se tienen a gran profundidad, a baja presión y bajas relaciones gas-aceite, grandes volúmenes de fluido por producir (hasta 5000 bl/día). Puede operar en pozos direccionales. Control del sistema de varios pozos desde un punto único. Desde ese punto, el operador puede:
Cerrar o abrir uno, cualquiera o todos los pozos, o la combinación deseada de pozos. Graduar la velocidad de la bomba en cada pozo. Medir la velocidad de la bomba en cualquier pozo.
Manejo de crudos pesados.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN
CONSTRUIMOS FUTURO 6
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN & JET
FLUIDO MOTRIZ
El fluido motriz (petróleo o agua), tiene como función la de proporcionar la energía necesaria para accionar el motor de la unidad de producción y además lubricar todas las partes del sistema.
Fluido limpio
Contenido de sólidos mínimo
Baja viscosidad
Alto poder de lubricación
Características más
importantes que deberá poseer el
fluido motriz
TIPOS
Sistema abierto de fluido motriz: Acciona la bomba, entra en la corriente del fluido producido y retorna a la superficie mezclado con éste.Sistema cerrado de fluido motriz: No se mezcla con el fluido producido, sino que es retornado a la superficie por una tubería separada.
PARÁMETROS DE CALIDAD:
Contenidos de sólidos: de 10 a 15 PPM
Tamaño de partículas: máximo de 15 micras.
BSW : menor del 3%Salinidad: menor de 12 lbs./kbls
CONSTRUIMOS FUTURO 7
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETPRINCIPIO FÍSICO
Video No. 1. Fuente: http://www.sertecpet.com.ec/public_html/index.php
CONSTRUIMOS FUTURO 8
Figura No. 4: Variables para la representación matemática de la Bomba Jet.
Tabla No. 1: Variables involucradas en el diseño Jet.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETMODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO
Fuente: Gómez, Luis. “VARIABLES PARA LA REPRESENTACIÓN MATEMÁTICA DE LA BOMBA JET: HYDRAULIC JET PUMP PERFORMANCE”.
Fuente: Los autores.
Tasa de flujo en la boquilla (BPD)
Razón adimensional de áreas
Razón adimensional de flujo másico
Razón adimensional de presión
EficienciaÁrea mínima para
evitar la cavitación
CONSTRUIMOS FUTURO 9
LÍQ
UID
OS
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETMODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO
CONSTRUIMOS FUTURO 10
Si se añade el volumen del gas libre al volumen del líquido:
Aplicando la correlación empírica para el factor volumétrico de formación total:
Se añade un área adicional para que pase el gas por el espacio anular de la garganta:
Área mínima para evitar la cavitación considerando la presencia de gas:
PPS = PIP - Presión de succión (intake) a la bomba, psi.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETMODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL PRINCIPIO FÍSICO
CONSTRUIMOS FUTURO 11
Decidir qué sistema de inyección se utilizará: cerrado (CPF) o abierto (OPF); tipo de fluido motriz: petróleo o agua.
Decidir si se ventea el gas por el anular, o a su vez este pasa por la bomba.
Escoger el mejor arreglo de tuberías, tanto de inyección, producción y descarga.
Seleccionar la mejor bomba de fondo que encaje en la tubería de producción, y sea capaz de cumplir con los requerimientos del pozo.
Elegir si se utilizará una planta central de inyección para todos los pozos, o se aplicará un sistema de inyección individual.
Escoger la mejor bomba superficial para la inyección de fluido motriz y Seleccionar la unidad de procesamiento de fluido motriz más adecuada.
Determinar la máxima eficiencia de la bomba.
Se debe tener en cuenta
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETDISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 12
Selección De La Bomba De
Fondo
Correlación Para Determinar La
Eficiencia Volumétrica
Tasa De Fluido Motriz Y Tasa
De Producción
P/E= Relación de secciones bomba y motor, adimensional.N/L= Levantamiento neto o profundidad de asentamiento de la bomba, ft.
tq1= Desplazamiento del motor, en BPD por SPM.Q1’=Tasa teórica de fluido motriz, BPD (q1 x SPM).Q1 = Tasa real de fluido motriz, en BPD.q4=Desplazamiento de la bomba, en BPD por SPM.Q4’=Tasa de producción teórica, BPD (q4xSPM).Q4=Tasa de producción real, en BPD (Q4=Q5+Q6).Q5= Producción de petróleo, en BPD.Q6= Producción de agua, en BPD.Q1’/ Q1= Eficiencia del motor, fracción.Q4/ Q4’= Eficiencia de la bomba, fracción
EP= Eficiencia volumétrica de la bomba, fracción.Wc= Corte de agua, fracción.βt= Factor volumétrico total, BL/BF
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETDISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 13
Fricción En La Bomba
Correlación General
Correlación Utilizada Por Guiberson
Correlación Utilizada Por Kobe, National OM Y OHI
TUBING CONSTANTE B2 3/8 in. 0.0005142 7/8 in. 0.0002783 1/2 in. 0.0001674 1/2 in. 0.000078
Vpf es la potencia de la viscosidad del fluido, cst.
Pfr= Presión de fricción de la bomba, psi.N= Rata de operación de la bomba, strokes/min.Nmax= Máxima rata de operación de la bomba strokes/min.q tot= La máxima cantidad fluidos para pasar a través del motor y la bomba por unidad particular.
FP= Fricción en la bomba, psi.N= Velocidad de régimen a la cual opera la bomba, SPM.NMAX= Máxima velocidad de régimen, SPM.
FP= Fricción en la bomba, psi.N= Velocidad de régimen a la cual opera la bomba, SPM.
DESPLAZAMIENTO MOTOR FP< 4 0. 0.406< 4.8 0.541< 7.5 0.54< 8 0. 0.676< 15 0.72< 18 0.9< 19 2.254< 25 0.888< 34 0.799< 35 5 2.427< 40 1.11> 40 2.85
Tabla No. 3: Valores de fp según el desplazamiento del pistón motor.
Fuente: Poweroil v 1.0
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETDISEÑO
Tabla No. 2: Tamaño Del Tubing Vs Constante B. Fuente: Petroleum Engineers Handbook.
CONSTRUIMOS FUTURO 14
Cálculo de presiones que actúan en la bomba:
Ps= Presión de superficie (Bomba Triplex), psi.P1= Presión ejercida por el fluido motriz, psi.P2 y P3= Presión de descarga de motor y de bomba, psi.P4= Presión de admisión (intake) a la bomba (PIP), psi.PPR= Presión de retorno del fluido motriz, psi.Pwh= Presión en el cabezal del pozo, psi.Pwf= Presión de fondo fluyente, psi.F1, F2, F3= Pérdidas de presión por fricción en las tuberías, psi.FP= Pérdidas de presión por fricción en la bomba, psi.G1, G2, G3 y G4= Gradiente de presión (∆P / ∆h), psi / ft.h1= Profundidad de asentamiento de la bomba, ft.h4= Profundidad de sumergencia de la bomba, ft.
Figura No. 5: Presiones y pérdidas por fricción en un sistema cerrado.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETDISEÑO
Fuente: Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
CONSTRUIMOS FUTURO 15
Figura No. 6: Presiones y pérdidas por fricción en un sistema abierto. Ps= Presión de superficie (Bomba Triplex), psi.
P1= Presión ejercida por el fluido motriz, psi.P2 y P3= Presión de descarga de motor y de bomba, psi.P4= Presión de admisión (intake) a la bomba (PIP), psi.PPR= Presión de retorno del fluido motriz, psi.Pwh= Presión en el cabezal del pozo, psi.Pwf= Presión de fondo fluyente, psi.F1, F2, F3= Pérdidas de presión por fricción en las tuberías, psi.FP= Pérdidas de presión por fricción en la bomba, psi.G1, G2, G3 y G4= Gradiente de presión (∆P / ∆h), psi / ft.h1= Profundidad de asentamiento de la bomba, ft.h4= Profundidad de sumergencia de la bomba, ft.
Cálculo de presiones que actúan en la bomba:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETDISEÑO
Fuente: Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”.
CONSTRUIMOS FUTURO 16
CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO Y PVT:Gravedad específica del petróleo= 0.82Gravedad específica del agua= 1.03Gravedad específica del gas= 0.75Viscosidad del petróleo= 2.5 cst.Viscosidad del agua= 0.65 cst.Presión de burbuja= 1600 psi.Corte de agua= 30%Producción de gas en el caudal de petróleo= 150 scf/bb.Presión de descarga= 1780 psi.Presión de succión= 1000 psi.
DATOS DE PRODUCCIÓN:
Presión de separador= 100 psi.Líneas de flujo= 200 ft, 4”, Sch 40.Rata de producción deseada= 500 bpd.
DATOS DE POZO Y RESERVORIO:Casing= 7”, 35 lb/ft.Tubería de inyección= 2 3/8”, ID 1.995”.Tubería de retorno= Anular Casing – Tubing.Profundidad de asentamiento de la bomba= 5500 - 5000 ft.Pr= 1540 psi, qmax = 1370 bpd.Temperatura de fondo= 130 ºF.Temperatura de superficie= 90 ºF.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 17
1. Construir la curva de afluencia de fluidos de la formación:
0 200 400 600 800 1000 1200 14000
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Tasa de Fluido (BPD)
Pres
ion
(Psi)
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EJEMPLO DE DISEÑO
Figura No. 7: Gráfica IPR. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 18
2. Determinar el gradiente de presión del fluido producido y del fluido motriz :
3. Determinar la mínima área anular de la succión para evitar la cavitación:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 19
4. Seleccionar de los varios fabricantes una boquilla y una garganta cuyo valor de área anular de la garganta sea mayor o igual al calculado en el paso 3:
Tabla No. 4: Razón de áreas y áreas anulares deGeometrías de bombas jet.
Tabla No. 5: tamaño de boquillas y gargantas de
bombas jet.
𝑅= 0,01030,0271= 0,4
Tabla No. 4: Razón de áreas y áreas anulares de
Geometrías de bombas jet.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
Para este ejemplo se selecciona un valor de 2500 psi.
CONSTRUIMOS FUTURO 20
5. Escoger un valor para la presión superficial de inyección :Se escogen usualmente valores entre 2000 y 4000 psi; valores más altospara pozos profundos.
6. Calcular la presión y el caudal en la boquilla: Para el fluido motriz se considera flujo monofásico. Se procede iterativamente entre presión (P) y caudal (Q).
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 21
7. Caudal de descarga de la mezcla de fluidos:
Petróleo como fluido motriz: Se produce gas.
GOR de la descarga:
Viscosidad de la mezcla en la descarga:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 22
8. Calcular la razón adimensional de presiones con la ecuación: Presión de descarga
9. Calcular la razón adimensional de flujo másico:
Pd= 1780 psi.
𝑵= 𝟏𝟕𝟖𝟎− 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟒𝟐𝟒𝟐− 𝟏𝟕𝟖𝟎 𝑵= 𝟎,𝟑𝟏𝟕
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 23
0,317
1,04
10. Verificar el valor de la razón de flujo másico:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
Figura No. 8: Curvas de comportamiento adimensional para Bombas Jet. Fuente: Www.Oilproduction.Net/Fotos/Curvas_Jetpump
CONSTRUIMOS FUTURO 24
Estos valores son diferentes , por tanto la tasa de flujo correcta es:
𝑄𝑠𝑛𝑢𝑒𝑣𝑜= 𝑄𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟∗ 𝑀𝑙𝑒𝑖𝑑𝑜𝑀𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜
𝑄𝑠𝑛𝑢𝑒𝑣𝑜= 659 𝐵𝑃𝐷
11. Regresar al paso 7 y empezar la iteración. Luego de tres iteraciones se consigue:
M= 1,10 R= 0,25 Qs= 678 BPD
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 25
12. Calcular el área de la garganta y seleccionar el tamaño correcto:
𝐴𝑡 = 0,01030,25 = 0,0412 𝑝𝑢𝑙𝑔 2
Usar las tablas de tamaños de boquilla y garganta del fabricante seleccionado. Escoger la garganta cuya área sea más cercana al área calculada.
Por lo anterior, se selecciona la garganta No. 9 (Bomba 7C)
13 . Determinar la tasa de flujo límite para evitar la cavitación:
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 26
14. Calcular el caballaje requerido en superficie para la bomba multiplex:
o Se asume un 90% de eficiencia para la bomba triplex.
o Seleccione una bomba triplex o multiplex con una potencia igual o mayor a la potencia requerida.
Resultados Del Ejemplo De Un Diseño De Bomba Jet
AN 0.0103 (#7) R 0.235 QN 819 BPD QS 678 BPD
AT 0.0441 (#9) PS 2500 PSI HPSUP 39 HP PPS 1000 PSI
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEJEMPLO DE DISEÑO
Tabla No. 6. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 27
15. Repetir el procedimiento para diferentes presiones y tasas de producción:
• Mantener los mismos valores de geometría de la bomba.
• Trazar los valores de presiones y tasas de producción, a la presión constante de inyección.
• Si el punto de diseño, no es el punto de intersección entre las curvas de entrada y salida de flujo, repetir el procedimiento desde el paso 3 cambiando la presión de inyección.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 28
Fuente: Los autores.
Figura No. 9: Curva de resultados presión vs. Caudal.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EJEMPLO DE DISEÑO
0 200 400 600 800 1000 1200 14000
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Tasa de Líquido (BPD)
Pres
ión
de S
ucció
n de
la B
omba
, Psi
(678 BPD, 1000 Psi)
Limite de Cavitacion
(1037 BPD, 1000 Psi)
CONSTRUIMOS FUTURO 29
BOMBA Propuesta
Pt Qn HP Qs PIP (Pps) Qsc Cav. Pd EFF (MxN)
Jet psi bpd hp bpd psi bpd psi %
National - C7 4242 819 39 678 1000 1037 1780 34,87
Es una bomba hidráulica tipo jet de la empresa fabricante National Oil Master con las anteriores especificaciones según las tablas 4 y 5.
Tabla No 7: Diseño con bomba Jet del Pozo Urib-01.Fuente: Los autores.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EJEMPLO DE DISEÑO
CONSTRUIMOS FUTURO 30
Las instalaciones de superficie proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento del equipo de subsuelo.
Figura No. 10. Fuente: http://www.weatherford.com/Products/Production/HydraulicLift/HydraulicUnitsOverview/
Bomba Triplex
Estación de control de inyección
Tanque de almacenamiento del fluido motriz
Máquina Motriz
Bomba de Superficie
Líneas de Conducción del Fluido Motriz
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
ESPECIFICACIONES Y DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
Figura No. 11. Fuente: http://www.jerehe.com/spain/pr
oducts/10072210183365.shtm
CONSTRUIMOS FUTURO 31
Figura No. 12. Fuente: http://www.weatherford.com/
Packers: Son elementos cuyo mecanismo hidráulico o mecánico hacen que sellen las paredes del casing y el tubing.
Tubería o tubing
Tubería de revestimiento o Casing
Cavidad: Es un conjunto de extensiones, camisas y acoples con agujeros dispuestos de manera especial para determinado tipo de bomba.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETESPECIFICACIONES Y DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CONSTRUIMOS FUTURO 32
INSTALACIÓN DEL SUBSUELO Y
CONFIGURACIONES
“BOMBA DE INSERCIÓN FIJA” O “BOMBA FIJA”
BOMBA LIBRE
El fluido motriz viaja hacia abajo por la pequeña sarta interior y la mezcla del anterior con el fluido de formación regresan arriba en el espacio anular entre las dos sartas.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETPRÁCTICAS OPERACIONALES
En estas configuraciones dos sartas en el fondo con un bloque de cruceta, se insertan independientemente o simultáneamente y se coloca una válvula fija recuperable, la bomba libre es circulada a fondo por medio de la sarta de mayor diámetro por impulso del fluido motriz y al asentar hace sello en un collar especial.
CONSTRUIMOS FUTURO 33
Figura No. 13. Fuente: http://www.weatherford.com/Products/Production/
HydraulicLift/HydraulicUnitsOverview/
Paralela libre: En este sistema, dos sartas de tubo son conectadas en el fondo.
Tubería de revestimiento libre: En este tipo de diseño de instalación la bomba no es unida a ningún tipo de tubería, pero esta baja por dentro de la tubería de producción y es sentada sobre un empaque que está incluido
Inserción Fija La bomba baja por dentro de la tubería de producción, el fluido de potencia es dirigido directamente dentro la sarta de producción, y el fluido de potencia mezclado con el fluido producido sube a través del anular entre la tubería de producción y la tubería del fluido de potencia.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETPRÁCTICAS OPERACIONALES
Tubería de revestimiento fija En el diseño de la bomba fija al casing, la bomba va unida al final de la tubería del fluido de potencia y esta es sentada sobre un empaque, los fluidos suben por anular comprendido entre la tubería del fluido de potencia y el casing.
CONSTRUIMOS FUTURO 34
Considerando al yacimiento de aceite sobresaturado porque Pr < Pb, a partir de Qs = Ql = 678 BPD, entonces se hallan Qo, Qw y Qg:
Después de un año se asume: (De J= 1,04 [BPD/psi] a J=0,95 [BPD/psi]) El caudal producido Qo = 362 [BPD].
Para hallar la producción a determinado tiempo t, y cuando se conoce la producción inicial qo; se utiliza la relación del gasto de producción de aceite con respecto al tiempo.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
EVALUACIÓN FINANCIERA
CONSTRUIMOS FUTURO 35
Ritmo de declinación continuo Anual, ba= 0,27
Tiempo de Producción (365 Días), t= 12 meses
t [meses] Qo [BPD] Qw [BPD] Qg [scf/D]
0 474,60 203,40 71190
1 464,04 198,87 69606
2 453,72 194,45 68057
3 443,62 190,12 66543
4 433,75 185,89 65063
5 424,10 181,76 63615
6 414,67 177,71 62200
7 405,44 173,76 60816
8 396,42 169,89 59463
9 387,60 166,11 58140
10 378,98 162,42 56846
11 370,54 158,80 55582
12 362,30 155,27 54345
𝑄= 𝑄𝑜 ∗𝑒−𝑏𝑎∗𝑡
Donde:ba= Ritmo de declinación continua anual= 0.27t= Mes en que se encuentra la Producción.Q= Caudal de aceite mensual.Qo= Caudal inicial de aceite Producido.
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEVALUACIÓN FINANCIERA
Tabla No. 8. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 36
DECLINACIÓN DE LA PRODUCCIÓN
0 2 4 6 8 10 12 14100
150
200
250
300
350
400
450
500
AceiteAgua
Tiempo [meses]
gas
to d
e pr
oduc
cion
de a
ceite
[BPD
]
Gráfica del gasto de la producción de aceite y
agua para el yacimiento.Tiempo: 12 meses
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEVALUACIÓN FINANCIERA
Figura No. 14. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 37
t [meses] Qoacumul [STB] Qwacumul [STB]
Qgacumul [MscF]
Qoincrement [STB] Qo venta [STB] Qwincrement
[STB]Qgincrement
[Mscf]
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1 14274,56 6117,67 2141,18 14274,56 11419,65 6117,67 2141,18
2 28231,53 12099,23 4234,73 13956,97 11165,57 5981,56 2093,55
3 41877,97 17947,70 6281,70 13646,44 10917,15 5848,48 2046,97
4 55220,80 23666,06 8283,12 13342,83 10674,26 5718,35 2001,42
5 68266,76 29257,18 10240,01 13045,96 10436,77 5591,13 1956,89
6 81022,47 34723,91 12153,37 12755,71 10204,57 5466,73 1913,36
7 93494,38 40069,02 14024,16 12471,91 9977,53 5345,10 1870,79
8 105688,80 45295,20 15853,32 12194,42 9755,54 5226,18 1829,16
9 117611,92 50405,11 17641,79 11923,11 9538,49 5109,91 1788,47
10 129269,76 55401,32 19390,46 11657,84 9326,27 4996,22 1748,68
11 140668,22 60286,38 21100,23 11398,47 9118,77 4885,06 1709,77
12 151813,09 65062,75 22771,96 11144,87 8915,89 4776,37 1671,73
Total 1027440,24 440331,53 154116,04 151813,09 121450,47 65062,75 22771,96
t [meses] LC Aceite [25 US$/Bl]
LC Agua [0,6 US$/Bl]
LC Gas [0,2 U$/1000 SCF]
Ingresos (Qventa*Pv) Egresos
0 $ 0,00 $ 0,00 $ 0,00 $ 0,00 $ 345.000,00
1 $ 356.863,98 $ 3.670,60 $ 428,24 $ 685.178,83 $ 324.216,02
2 $ 348.924,19 $ 3.588,93 $ 418,71 $ 669.934,45 $ 317.002,61
3 $ 341.161,06 $ 3.509,09 $ 409,39 $ 655.029,24 $ 309.949,70
4 $ 333.570,65 $ 3.431,01 $ 400,28 $ 640.455,65 $ 303.053,70
5 $ 326.149,12 $ 3.354,68 $ 391,38 $ 626.206,30 $ 296.311,13
6 $ 318.892,70 $ 3.280,04 $ 382,67 $ 612.273,99 $ 289.718,57
7 $ 311.797,73 $ 3.207,06 $ 374,16 $ 598.651,65 $ 283.272,70
8 $ 304.860,62 $ 3.135,71 $ 365,83 $ 585.332,39 $ 276.970,23
9 $ 298.077,85 $ 3.065,94 $ 357,69 $ 572.309,47 $ 270.807,98
10 $ 291.445,98 $ 2.997,73 $ 349,74 $ 559.576,29 $ 264.782,84
11 $ 284.961,67 $ 2.931,03 $ 341,95 $ 547.126,41 $ 258.891,75
12 $ 278.621,63 $ 2.865,82 $ 334,35 $ 534.953,52 $ 253.131,73
Total $ 3.795.327,18 $ 39.037,65 $ 4.554,39 $ 7.287.028,19 $ 3.793.108,96
Ganancias $ 9.108.785,24
Costos de Producción $ 3.838.919,23
Regalías $ 1.821.757,05
Inversión Inicial $ 345.000,00
Rentabilidad Total $ 3.493.919,23
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEVALUACIÓN FINANCIERA
Tabla No. 9. Fuente: Los autores.Tabla No. 10. Fuente: Los autores.
Tabla No. 11.Fuente: Los autores.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12$ 0.00
$ 100,000.00
$ 200,000.00
$ 300,000.00
$ 400,000.00
$ 500,000.00
$ 600,000.00
$ 700,000.00
CONSTRUIMOS FUTURO 38
FLUJO DE CAJA PAY-BACK
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0
-$ 400,000.00
-$ 300,000.00
-$ 200,000.00
-$ 100,000.00
$ 0.00
$ 100,000.00
$ 200,000.00
$ 300,000.00
$ 400,000.00
Tiempo (Días)
Ingr
esos
- Eg
reso
s
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEVALUACIÓN FINANCIERA
Figura No. 15. Fuente: Los autores.
Figura No. 16. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 39
Valor Presente Neto (VPN):
Tasa Interna de Retorno (TIR):
Relación Beneficio/Costo:
Valor Presente Neto
$ 3´416.548,30
TIR > TIO (12%)
28,94%
Pay-Back
13 Días
Relación B/C
1,92
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETEVALUACIÓN FINANCIERA
Tabla No. 12. Fuente: Los autores.
CONSTRUIMOS FUTURO 40
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET
Pérdida de packer.
Sedimentación de sólidos sobre la bomba por acumulación de arena en la pileta.
Sedimentos que tapan el espacio anular entre el mandril y el casing (generalmente durante cortes de energía prolongados).
Punta de caños tapada con arena en pozos con muy bajo caudal.
Bomba Eyectora gastada (boquilla y/o cámara de mezcla). Esto se traduce en una baja eficiencia en el bombeo (merma de producción).
Bomba Eyectora o Mandril corroidos / erosionados.
PROBLEMAS
CONSTRUIMOS FUTURO 41
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETVENTAJAS
Tolera cierto contenido de sólidos en la sarta de producción y en la de potencia. Puede manejar fluidos
contaminados con CO2, H2S, gas y arena.
Permite múltiples formas de sentar y recuperar la bomba.
La bomba no posee partes móviles lo que significa alta duración y menor tiempo en tareas de
mantenimiento.
No tiene problemas con pozos tortuosos o desviados.
Bombea todo tipo de crudos, inclusive crudos pesados.
DESVENTAJAS
Sensibilidad a la contrapresión del pozo.
Requiere de sistemas de contingencia para las facilidades de superficie.
Peligro de incendio al manejar aceite como fluido de potencia y riesgo de explosión por los fluidos a alta presión en superficie.
La bomba puede presentar cavitación bajo ciertas condiciones.
CONSTRUIMOS FUTURO 42
BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JETVENTAJAS
Es fácilmente optimizada cambiando el tamaño de la boquilla y la garganta.
Apropiadas para instalación de medidores de presión de fondo debido a su baja vibración.
No ocupa grandes espacios en superficie, lo que lo hace aplicable en locaciones semi urbanas y costa afuera.
Permite aplicar fácilmente tratamientos de inhibición de corrosión y contaminantes, ya que estos pueden ser
bombeados junto con el fluido de potencia.
Costos de reemplazo de las bombas relativamente bajos.
DESVENTAJAS
Sensibilidad a la contrapresión del pozo.
Requiere de sistemas de contingencia para las facilidades de superficie.
Peligro de incendio al manejar aceite como fluido de potencia y riesgo de explosión por los fluidos a alta
presión en superficie.
La bomba puede presentar cavitación bajo ciertas condiciones.
CONSTRUIMOS FUTURO
CONCLUSIONES
43
El Bombeo Hidráulico Tipo Jet es un sistema artificial de producción especial, a diferencia del tipo pistón, no ocupa partes móviles y su acción de bombeo se realiza por medio de la transferencia de energía entre el fluido motriz y los fluidos producidos.
Probablemente el factor más importante que gobierna el éxito y la economía de las operaciones en bombeo hidráulico es una buena calidad del fluido motriz. Antes de arrancar un sistema hidráulico es conveniente circular suficiente fluido a través de todo el circuito con el fin de asegurar la limpieza de todo el equipo y evitar daños causados por escoria de soldadura o partículas u objetos extraños dentro de la tubería.
El sistema es de utilidad en pozos problemáticos por la cantidad de sólidos a extraer con el líquido.
CONSTRUIMOS FUTURO
CONCLUSIONES
44
La producción de fluidos viscosos no afecta al sistema de bombeo Jet. En pozos con una desviación severa, que provoca rápida pérdida de tubing con un sistema tradicional, el bombeo Jet es viable. La unidad de superficie autónoma favorece la instalación del sistema donde sea requerido.
CONSTRUIMOS FUTURO
BIBLIOGRAFÍA
45
Adano, Oscar. “SISTEMAS EXTRACTIVOS CON BOMBA JET”. CAPSA – Capex.
Amaya Jiménez, Andrés Francisco; Chanatásig Chasiquiza, Diego Armando. “PROGRAMA DE DISEÑO UNIFICADO DE BOMBEO HIDRÁULICO PARA LA SELECCIÓN DE BOMBAS JET Y PISTÓN USADAS EN LAS OPERACIONES DE PETROPRODUCCIÓN”. Tesis de Grado, Escuela Politécnica Nacional, Ecuador, 2009. Bernal, María Cristina; González, Luis Alberto; Rueda Guevara, Armando. “ESTUDIO Y ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DE BOMBEO HIDRÁULICO UTILIZADO EN ALGUNOS CAMPOS EN COLOMBIA”. Tesis de grado, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, 1985. Gómez, Luis. “VARIABLES PARA LA REPRESENTACIÓN MATEMÁTICA DE LA BOMBA JET: HYDRAULIC JET PUMP PERFORMANCE”.
CONSTRUIMOS FUTURO
BIBLIOGRAFÍA
46
House Vivanco, Juan Carlos; Villacreces Zambrano, Ricardo Javier. “ESTUDIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SERVICIO DE BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET DE LA COMPAÑÍA ECUAPET CÍA. LTDA EN PETROPRODUCCIÓN”, Tesis de Grado, Escuela Politécnica Nacional, Ecuador, 2010. Instalaciones del subsuelo y configuración: http://www.weatherford.com/products/production/hydrauliclift/hydraulicunitsoverview/ Melo, Vinicio. “PRESIONES Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA ABIERTO: FOLLETO LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL”. Muñoz Rodríguez, Álvaro Fabián; Torres Torres, Edgar. “EVALUACIÓN TÉCNICA DE LAS ESTRATEGIAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL IMPLEMENTADAS EN CAMPOS MADUROS. DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA SOFTWARE DE SELECCIÓN”. Tesis de grado, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, 2007.
CONSTRUIMOS FUTURO 47