Propuesta de rediseño del sistema de líneas de flujo desde cabeza de pozo al manifold principal en campo cuerva de Geopark

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS

ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS

ESPECIALIZACIÓN EN PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS

PLAN DE DESARROLLO DE LA MONOGRAFÍA

1. TÍTULO

Propuesta de rediseño del sistema de líneas de flujo desde cabeza de pozo al manifold principal en campo cuerva de Geopark

1. AUTOR

Cristian Hernán Calderón Ardila

Javier Andrés Ceballos

1. DIRECTOR

Carlos Andrés Ayala Marín

1. FECHA DE PRESENTACION

Enero 2014

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Campo Cuerva es un campo de producción actualmente operado por Geopark, desde el año 2009 se encuentra en producción y  está ubicado en Paz de Ariporo, Casanare. Cuenta con 13 locaciones donde hay 23 pozos productores de petróleo.  La producción de cada pozo se transporta a dos baterías,  mediante líneas de flujo instaladas con tubería roscada de 3 ½”, 4 ½”, 5” y 5 ½”. En algunos pozos el fluido es recolectado y transportado en tubería de diámetro 3 ½” , esto puede causar que la producción se vea limitada por el dimensionamiento de la línea desencadenando restricciones y caídas en la producción

Frecuentemente se presentan fallas en la tubería sin conocerse con certeza las causas de la falla; estos sucesos probablemente está ligado a velocidades erosionales o corrosión. Estas fallas ocasionan derrames de crudo y en algunas ocasiones se deben parar pozos para realizar las respectivas reparaciones de la tubería, generando altos costos.

1. ALCANCE

El presente trabajo de monografía presentará un rediseño a partir de un estudio actualizado de distribución de presiones en diferentes nodos desde cabeza de pozo hasta manifold principal, identificando zonas que generan restricciones y sugiriendo un esquema óptimo para el transporte de hidrocarburo simulado mediante el software Pipesim, demostrando las ventajas en caso de que a futuro se llegase a instalar.

Adicionalmente se plantearán posibles causas de falla de las líneas evaluando algunas hipótesis con información disponible en campo y generando un plan de acción para realizar a futuro un estudio más detallado para análisis de falla basado en estándares NACE y API.

1. OBJETIVO GENERAL

Realizar rediseño de líneas desde cabeza de pozo hasta facilidad (manifold) mediante evaluación a través de un simulador de redes de tubería tomando en cuenta los parámetros de producción,  topografía del terreno, propiedades fisicoquímicas del fluido, distribución de presiones, entre otros; presentes desde cabeza de pozo hasta el manifold de la batería principal con el fin de identificar zonas que generen restricción y así definir un esquema óptimo de producción.

1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Relacionar históricamente los problemas ambientales generados por las fallas de las líneas existentes y verificar los costos cada reparación y mantenimiento analizando las pérdidas de producción.
• Hacer una conceptualización sobre los posibles mecanismos de daño en las líneas de flujo que han presentado fallas generando un plan de acción basado en estándares NACE y API para planteamientos de hipótesis.
• Analizar posible efecto de daño por velocidad erosional mediante comparativos de velocidad de flujo de las líneas con cálculos de velocidad erosional basado en práctica recomendada API RP 14E.
• Realizar un estudio de las líneas de flujo existentes actualmente en campo Cuerva de Geopark y seleccionar las líneas que presentan más inconvenientes para generar nuevos diseños.
• Identificar presencia de posibles  zonas que generen restricción de flujo modelando con el software Pipesim.
• Proponer un rediseño de líneas de flujo, que mejore la producción de crudo y disminuya costos de mantenimiento e impactos ambientales implementando recomendaciones de estándares de construcción, operación y mantenimiento.
• Comparar las pérdidas de producción entre las líneas de flujo existentes y las del nuevo diseño y definir las ventajas y desventajas de cada sistema.

1. JUSTIFICACIÓN

Las líneas de flujo de Campo Cuerva fueron construidas sin un estudio previo empleando tuberías de casing-tubing para poder transportar fluido hacia las baterías. Es muy factible que el potencial del campo y el yacimiento se encuentre limitado debido a las características de estos activos en superficie.

Por otro lado, se han venido presentando una serie de fallas en la tubería ocasionando contingencias ambientales y muchas pérdidas de producción. Una de los posibles causas es debido a que el diámetro y la instalación de la tubería no son los óptimos para la operación requerida, debido a la falta de un análisis o diseño adecuado, lo cual probablemente genera condiciones de flujo inestables creando desgastes prematuros del material y finalmente se presentan poros o fisuras ocasionando derrames de crudo.

Para mejorar estas situaciones, se propone un rediseño de líneas de flujo, que ayudará a reducir las pérdidas por el transporte del crudo hacia la batería principal, lo cual mejorará la producción. Adicionalmente se disminuirán las fallas en la tubería porque el flujo del crudo tendrá las condiciones óptimas llegar a su destino.

De este modo, realizando la distribución de presiones en el sistema podemos identificar zonas donde la producción se está viendo restringida y por esta razón con el nuevo diseño del sistema de líneas de flujo, la empresa aumentará la producción de crudo, disminuirá los impactos ambientales, y por ende, los sobrecostos en reparaciones no programadas de las líneas y el tiempo del personal.

1. REVISION BIBLIOGRAFICA (MARCO TEORICO)

Geopark^[1] es una empresa de exploración y operación de hidrocarburos que opera 19 bloques petrolíferos (3 bloques en Argentina, 10 en Colombia y 6 en Chile). En 2006, Geopark se convirtió en la primera empresa privada en operar y producir petróleo y gas en Chile. Según informes de ingenieros en petróleo independientes, a diciembre de 2010 las reservas de petróleo y gas probadas, probables y posibles de la compañía ascendían a 156,8 millones de BOE (barriles de petróleo equivalente).En 2012 Geopark se incursiona a las operaciones en Colombia mediante la adquisición de una participación del 20%.

Uno de éstos bloques llamado Cuerva, está ubicado en el área rural del municipio de Paz de Ariporo, Casanare y empezó a operar allí en el año 2010.

Inicialmente este bloque pertenecía a Hupecol, empresa que empezó explorando, perforando y produciendo los primeros pozos de esta zona, y que a medida que se iban perforando pozos, se iban instalando líneas de flujo para transportar la producción de crudo a una facilidad primaria que a medida que aumentaba la cantidad de pozos productores, se iban instalando más equipos de tratamiento. Sin embargo, las líneas de flujo instaladas inicialmente se acondicionaron para transportar la producción de los pozos perforados dentro de cada locación. Es decir, se instalaron líneas de flujo provisionales para un pozo, que en este momento están transportando la producción de hasta 4 pozos.  Este hecho muy probablemente constituye una limitación para el caudal, además la sobrepresión, la velocidad de flujo y las características del fluido pueden ser posibles causantes de fallas de las líneas.

A continuación se muestra un cuadro donde se relacionan las líneas instaladas en campo Cuerva, con su respectiva descripción, longitud y diámetro.

Tabla 1. Descripción de líneas en campo Cuerva

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