Ingenieria De Produccion

SISTEMAS DE PRODUCCION

El proceso de producción en un pozo de petróleo comprende el recorrido de los fluidos desde el radio externo de drenaje en el yacimiento hasta el separador de producción en la estación de flujo. El sistema de producción está compuesto por cuatro módulos principales: Yacimiento, Completación, Pozo y Línea de Flujo en la superficie. Existe una presión de partida de los fluidos en ese proceso de producción que es la presión estática del yacimiento, y una presión final de entrega que es la presión del separador en la estación de flujo. La perdida de energía a través de cada componente es función de las características de los fluidos producidos, y especialmente, del caudal de flujo transportado.

Flujo natural

La tasa de producción de un pozo es producto de un perfecto balance entre la oferta de energía del yacimiento y la demanda de energía del pozo, incluyendo sus facilidades de transporte en la superficie. Para realizar este balance, es necesario cuantificar el consumo de energía en los distintos componentes del sistema de producción. Inicialmente, la energía del yacimiento es, por lo general muy alta y el pozo producirá por flujo natural altos caudales de líquido. No obstante, para explotarlo eficientemente es necesario controlar la tasa de producción de los pozos. Con el tiempo, la energía del yacimiento será insuficiente para levantar los fluidos desde el fondo hasta la superficie y el pozo dejará de producir por flujo natural.

Los elementos mecánicos básicos del sistema de producción son:

 Pozos

 Líneas de Conducción

 Colector de Producción

 Separadores y equipamiento de proceso

 Instrumentos de medición

 Recipientes de Almacenamiento

Un sistema de producción está compuesto por los siguientes componentes:

 Medio Poroso

 Completación (Estimulación, Punzado, y Engravado)

 Conducto vertical u horizontal o inclinado con válvulas de seguridad y placas de choque.

 Un sistema de levantamiento Artificial, tal como bombas, válvulas de gas-Lift, etc.

 Líneas de Conducción horizontales con placas de choque y otros componentes de cañerías como válvulas, codos, entre otros.

Un pozo puede ser definido como un conducto o interface, entre el petróleo y gas del reservorio y las facilidades de superficie. Esta interface es necesaria para producir el fluido del reservorio a la superficie

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN

Los mecanismos de producción son aquellos que aportan las energía necesaria para que los fluidos que se encuentran en el yacimiento fluyan o se desplacen hacia donde se encuentra una presión menor a la presión del yacimiento, en este caso los mecanismo de producción hacen que los fluidos se desplacen hacia el pozo, por medio del cual se trasladaran hasta la superficie. Dichos mecanismos se ven influenciados por la presión del pozo, dependiendo si esta está por encima o por debajo de la presión de burbujeo.

Cuando el yacimiento produce de una forma natural sin necesidad de aplicarle algún tipo de mecanismo de recuperación, se dice que producimos el yacimiento por recuperación primaria, cuando el yacimiento produce por la inyección de otros fluidos con la intención de ejercer movilidad al petróleo en el yacimiento se dice que estamos produciendo con método de recuperación secundaria, y sí alteramos las propiedades físicas y químicas del hidrocarburo se dice que es una recuperación terciaria.

De los primeros mecanismos de producción por los cuales podríamos explotar nuestro yacimiento se encuentra Compresibilidad de la roca.

Compresibilidad de la roca y de los fluidos

Cuando ocurre una disminución de presión en el yacimiento la roca porosa donde se encuentra nuestro fluido puede ser modificada físicamente por medio de los esfuerzos de presión que se ejercen sobre esta, al disminuir la presión la roca va a tender a expandirse, pero, tiende a expandirse hacia donde esta encuentre menos dificultad y en donde ella encuentra menos dificultad es sus poros. Estos poros podrían o no estar saturaos de fluido, si lo están este efecto de reducción de porosidad por la compresión de la roca genera la expulsión del fluido que en encuentra en estos espacios vacios hacia una zona donde tenga menor presión que será nuestro pozo. De una forma similar ocurre con el fluido que se encuentra en los poros de nuestra roca, al reducir la presión y comprimir el volumen poroso, este fluido tiende expandirse y desplazarse hacia donde exista un menor diferencial de presión.

Donde:

dv= diferencial de Volumen

V= Volumen a la presión inicial

dp= diferencial de Presión

Empuje por Capa de Gas.

Un yacimiento con empuje por capa de gas se caracteriza por presentar una capa de gas localiza por encima del petróleo el cual posee una presión de yacimiento mayor o igual a la presión de burbuja, debe existir una buena permeabilidad vertical, ser de gran espesor y extensión. Al cumplirse la condición de presiones el gas se va a expandir, chocar con la parte superior de la estructura (trampa) lo que ocasionará un empuje hacia abajo del fluido y este actué como si fuese un pistón desplazando el petróleo hacia la zona donde se encuentre una zona de presión inferior, en nuestro caso al fondo del pozo para su consecuente producción.

Al existir la capa de gas, el petróleo se mantiene con la máxima cantidad de gas en solución, a medida que la presión del yacimiento disminuye por efecto de la producción del mismo, la capa de gas de expande provocando un desplazamiento inmiscible del petróleo.

El factor de recuperación promedio de este tipo de empuje es de aproximadamente 20 a 40% del Poes (Petróleo Original En Sitio). Si el yacimiento presenta una baja viscosidad del petróleo, lo que representa una alta gravedad API, una alta permeabilidad de la formación, entre otros, hará que este mecanismo sea más efectivo.

Esquema de un Yacimiento con Empuje por Capa de Gas.

Liberación de gas en solución

Este tipo de mecanismo el empuje se genera gracias a la expansión y liberación de gas disuelto en el petróleo. A medida que se reduce la presión en el yacimiento el volumen de petróleo se comienza a expandir hasta alcanzar el punto de burbuja, una vez allí comienza la liberación de gas, en una primera etapa son burbujas de gas aisladas que todavía no forman una fase

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