MANEJO DE FLUJO GASEOSO Y FLUJO VISCOSO UTILIZANDO BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

CONTENIDO

RESUMEN iv

INTRODUCCIÓN v

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL vi

OBJETIVOS ESPECÍFICOS vi

CAPITULO I FACILIDADES DE PRODUCCIÓN

1.1 Pozos y Tipos de Perforación 7

1.2 Facilidades Eléctricas 8

1.3 Especificaciones de Equipo para Facilidades de Producción 10

CAPITULO II DESCRIPCIÓN DE LA BOMBA

2.1 Bombeo Electrosumergible 11

2.2 Principio de Funcionamiento 12

2.3 Configuración del Sistema de Bombeo Electrosumergible 12

2.3.1 Equipos de Superficie 12

2.3.1.1 Transformador 13

2.3.1.2 Variador de Frecuencia 13

2.3.1.3 Caja de Venteo 14

2.3.1.4 Cartas Amperimétricas 15

2.3.2 Equipos de Subsuelo 21

2.3.2.1 Bomba Centrífuga 22

2.3.2.1.1 Carga del Sistema 24

2.3.2.1.2 Leyes de Afinidad y Curvas de

Capacidades Nominales 24

2.3.2.1.3 Curvas Características 25

2.3.2.2. Separador de Gas 26

2.3.2.2.1 Separador de Gas de Flujo Inverso 27

2.3.2.2.2 Separador de Gas tipo Centrífugo 27

2.3.2.3 Sello o Protector 28

2.3.2.4 Motor 29

2.3.2.5 Cable de Potencia 30

2.3.2.6 Sensor 32

CAPITULO III EFECTOS DE LOS FLUIDOS GASEOSOS Y VISCOSOS

3.1 Fluidos de Producción Gaseosos 34

3.1.1 Aire o Gas Arrastrados 34

3.1.2 Soluciones Potenciales 35

3.1.2.1 Separadores de Gas Mecánicos 36

3.1.2.2 Manejadores de Gas 36

3.2 Fluidos de Producción Viscosos 37

3.2.1 Efecto de la Viscosidad en el Comportamiento de las Bombas

Electrosumergibles 38

3.2.2 Soluciones Potenciales 41

3.2.2.1 Inyección de Diluente 41

3.2.2.2 Bombas Especiales 42

3.2.2.3 Cable Calentador 42

3.2.2.4 Inyección de Vapor 43

3.3 Fluidos de Pozos Abrasivos 44

3.4 Fluidos de Pozos Corrosivos 46

CONCLUSIONES 48

BIBLIOGRAFÍA 50

RESUMEN

Dos son las condiciones del fluido producido donde afecta la operación de la bomba electrosumergible:

 Flujo gaseoso

 Flujo Viscoso.

El flujo gaseoso afecta de manera general la capacidad de producción de líquido debido a que el gas ocupa un espacio dentro de la bomba que podría ser ocupado un mayor volumen de líquido. Adicionalmente, una cantidad de gas libre elevada a la entrada de la bomba, puede ocasionar que el sistema entre en un proceso de Gas Lock (Tranca por Gas). Existen condiciones y diseños especiales que favorecen el manejo del gas.

El flujo viscoso, afecta la operación de la bomba restringiendo el flujo interno debido al cambio de comportamiento de las velocidades relativas entre el fluido y los álabes y el incremento de las fricciones internas dentro de las etapas.

Debido a ello, se hace necesario el diseño de la bomba bajo consideraciones especiales.

INTRODUCCIÓN

Los métodos de levantamiento artificial se aplican cuando la energía natural de un yacimiento de hidrocarburos no es suficiente para levantar los fluidos desde el subsuelo hasta la superficie, se hace necesario complementar dicha energía mediante la modificación del estado mecánico del pozo para facilitar el levantamiento de los fluidos aportados por el yacimiento. En Venezuela los métodos de levantamiento artificial más usados son:

 Bombeo con Bomba Centrífuga Electrosumergible (BES)

 Bombeo Mecánico (BM)

 Bombeo con Bombas de Cavidad Progresiva (BCP)

El equipo de bombeo electrosumergible consiste en una bomba centrífuga multietapas con un motor de fondo acoplado, la cual es capaz de bombear grandes tasas de producción. Este método ha sido utilizado tradicionalmente para levantar altos volúmenes de aguas, crudos livianos y medianos.

El bombeo electrosumergible (BES) comenzó a operar en Venezuela en el año 1958 en la extracción de crudo liviano en el Estado Apure y en diferentes áreas de Barinas. Las tasas de producción de petróleo por pozo fueron incrementadas considerablemente, debido fundamentalmente a las mayores capacidades volumétricas de estos equipos.

La bombas electrosumergibles se diferencian entre sí por la designación facilitada por el fabricante donde se especifica la capacidad de bombeo nominal a partir de las cifras de números que acompañan a la serie. Ejemplo una bomba TG–4000 que pertenece a la serie TG y tiene una capacidad nominal de 4000 BPD. Mientras que la bomba especificada como K–75 tiene una capacidad nominal de 7500 BPD, siendo la única serie donde se tiene que multiplicar por 100 para obtener la capacidad nominal.

El primer pozo con bombeo electrosumergible para extracción de crudo pesado y extrapesado fue en la zona de Hamaca con una bomba GC-4100 (capacidad óptima de 4100 BPD). Este era un pozo convencional que estaba anteriormente trabajando con bombeo mecánico siendo observado un aumento en la producción de 400 a 1500 BPD.

El flujo viscoso, afecta la operación de la bomba restringiendo el flujo interno debido al cambio de comportamiento de las velocidades relativas entre el fluido y los alabes, y el incremento de las fricciones internas dentro de las etapas. Además el flujo gaseoso también afecta de manera general la capacidad de producción de líquido debido a que el gas ocupa espacio dentro de la bomba el cual podría ser ocupado por el líquido.

Existe un elemento dentro del sistema de estudio que es de suma importancia el cual nos permite separar el gas libre del crudo evitando que éste entre en la bomba, estamos hablando del separador de gas de subsuelo.

OBJETIVOS

Objetivo General

Analizar el manejo de flujo viscoso y flujo gaseoso a través de la Bomba Electrosumergible (BES).

Objetivos Específicos

 Señalar el uso de un sistema de levantamiento artificial

 Describir las partes esenciales de una bomba electro sumergible y su principio de funcionamiento.

 Analizar los efectos causados por el flujo gaseoso manejado por la bomba.

 Estudiar los efectos originados por el manejo de flujo viscoso con el fin de observar el rendimiento

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