Eficiencia Energética en BES · 2014-09-02 · Eficiencia Energética en BES Comparación con...
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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
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404
409
419
425
437
445
450
453
456
461
465
464
475
481
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505
513
525
529
533
542
544
542
551
565
578
586
593
597
600
598
602
611
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618
618
625
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657
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752
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790
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800
803
808
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0.00
0.05
0.10
0.15
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0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
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4
IND
ICE
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PO
ZO
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ÑO
CA
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IDA
D D
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OS
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
ener
o
Feb
rero
Mar
zo
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ero
Feb
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Mar
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May
o
Jun
io
Julio
Ago
sto
Sep
tiem
bre
Oct
ub
re
No
viem
bre
Dic
iem
bre
ener
o
Feb
rero
Mar
zo
Ab
ril2012
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
0.7TD-1000
1000 BPD Mixed Flow Stage
Product Type
Applications
Abrasives
Corrosion
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.
Recomendaciones y Conclusiones