Tema 1, campus sistemas de produccion

SISTEMAS DE

PRODUCCIONTEMA 1

QUE ES

PRODUCCION.. ?

PRODUCCION.. ?Es el sector de la Industria Petrolera que hace realidad todo el esfuerzo y la inversión llevada a cabo desde que se empieza a explorar una zona .

Cada sector ( exploración, geología, perforación, reservorios, etc ) ven justificados sus esfuerzos cuando el petróleo esta en superficie, en condiciones de ser comercializado .

Importancia de Producción

Para ello es necesario hacer una rutina diaria que nos permita detectar las anormalidades y solucionarlas en el momento.

si no se puede remediar inmediatamente, es importante conocerlas para programar su solución.

Producción es un sector de la Industria Petrolera que rinde examen todos los días, por la obligación de tener arriba, en los tanques, el petróleo comprometido.

RECUPERACION PRIMARIA

Primera etapa de la producción de hidrocarburos, en la cual la energía del yacimiento natural, tales como la de drenaje por gas, el drenaje por agua o el drenaje gravitacional, desplaza los hidrocarburos del yacimiento hacia el pozo y hacia la superficie. Inicialmente, la presión del yacimiento es considerablemente más elevada que la presión del fondo del pozo dentro de él. levantamiento artificial por gas. La producción utilizando el levantamiento artificial se considera como recuperación primaria.

RECUPERACION SECUNDARIA

El propósito de la recuperación secundaria es mantener la presión del yacimiento y desplazar los hidrocarburos hacia el pozo. Las técnicas de recuperación secundaria más comunes son la inyección de gas y la inundación con agua. Normalmente, el gas se inyecta en el casquete de gas y el agua se inyecta en la zona de producción para barrer el petróleo del yacimiento.

RECUPERACION TERCIARIA

Las principales técnicas de recuperación terciarias utilizadas son métodos térmicos, inyección de gas e inundación química. El término se utiliza a veces como sinónimo de la recuperación de petróleo mejorada (EOR) pero, debido a que los métodos EOR pueden aplicarse actualmente a cualquier etapa del desarrollo del yacimiento, el término recuperación terciaria se utiliza menos frecuentemente que en el pasado.

ETAPAS DE RECUPERACION DE HIDROCARBUROS

MÉTODOS DE SURGENCIA NATURALEl mecanismo de surgencia natural

es el más económico, ya que la energía es aportada por el mismo yacimiento. Los controles de la producción se realizan en la superficie por medio del llamado "árbol de navidad", compuesto por una serie de valvulas que permiten abrir y cerrar el pozo a voluntad. La surgencia se regula mediante un pequeño orificio cuyo diámetro dependerá del régimen de producción que se quiera dar al pozoLa etapa primaria o de producción inicial, comprende la explotación por flujo natural o descompresión de los fluidos contenidos en el interior de la corteza terrestre. La recuperación primaria de hidrocarburos está asociada a mecanismos naturales de empuje en un yacimiento.

MECANISMOS DE PRODUCCION

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN PRIMARIA

EMPUJE POR CAPA DE GAS

EMPUJE POR GAS EN SOLUCION

EMPUJE POR AGUA

EMPUJE POR GRAVEDAD

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN PRIMARIA

La mayor parte de los yacimientos utilizan varias fuentes de energía natural (empuje combinado) en su vida productiva, aunque puede resultar difícil, es muy importante detectar lo más anticipadamente posible el mecanismo natural de empuje predominante en el yacimiento.

CONDICIONES DE PRODUCCION Cuando un pozo de petróleo ha sido perforado y está confirmado su potencial productivo, se deben analizar determinadas condiciones del pozo para decidir la forma en que se lo va a hacer producir.

En primer lugar analizar el potencial energético del pozo , que esta dada por la presión que posee la formación productiva.

A esa presión la denominamos PE ( Presión estática )

CONDICIONES DE PRODUCCION La PE es la presión de los fluidos en

la formación y si esta es suficiente para vencer las pérdidas de carga desde la formación hasta su destino en superficie ( tanque ), el pozo será fluyente . Es decir si :

PE > Pérdidas de carga ( Pct+Ph+Pcs )= Pozo fluyente

Pct= pérdidas de carga en el tubing Ph = Presión hidrostática en el tubing desde

el fondo a superficie Pcs = Pérdidas de carga en superficie

CONDICIONES DE PRODUCCION• En caso de que la PE no logre

vencer las pérdidas de carga descriptas, los fluidos del pozo no podrán llegar por su propia energía a la superficie y alcanzarán una determinada altura dentro del pozo , cumpliendo la siguiente ecuación :

• PE =Ph Esta altura que alcanza el fluido

dentro del pozo se denomina nivel del fluido .

CONDICIONES DE PRODUCCION

Este nivel de fluido , que será máximo cuando el pozo no produzca y equilibrará la PE de la formación , bajará cuando le apliquemos al pozo algún sistema de extracción artificial , hasta un valor en el cual la entrada de fluido de la formación equilibrará al fluido extraido.

Este nuevo nivel ejercerá una presión sobre la formación y se denomina nivel dinámico. La presión se expresa como Pwf ( Presión de Fondo Fluyendo ).

CONDICIONES DE PRODUCCION Como consecuencia de lo dicho, se deduce que los diseños de los sistemas extractivos deberán ser tales que la Pwf tienda a cero ( Caudal máximo posible = Qmáx ), lo que físicamente implica que el nivel dinámico tenderá a cero y todos los fluidos que salen de la formación serán extraidos.

Es el caudal de diseño de los sistemas artificiales de extracción, y se establece la siguiente ecuación:

Qmax. = IP * ( PE – Pwf )

SISTEMAS EXTRACTIVOS Hemos justificado como una de las

variables de diseño, el Q máx, que se obtiene de las pruebas de pozos , una vez que este es perforado, entubado y probado. Otras variables a tener en cuenta son :

Diseño del pozo ( diámetro de casing, profundidad de punzados, etc )

Condiciones de superficie, facilidades , etc Condiciones de los fluidos a extraer ( % de agua, salinidad, Tº ,

corrosividad, etc.) Con esta información , que debe ser lo

mas confiable posible, se diseña el sistema extractivo

SISTEMAS EXTRACTIVOS• Los sistemas extractivos los podemos clasificar en función del tipo

de energía usada para extraer los fluidos de los pozos , a saber .• Energía mecánica : Bombeo mecánico

Bombeo de cavidades progresivas – PCP

• Energía del fluido : Gas Lift ContinuoGas Lift IntermitentePlunger Lift

• Energía hidráulica : Bombeo Hidráulico• Energía eléctrica : Bombeo centrifugo

electrosumergible

Utilización de los distintos tipos de bombeo en un País de Sudamérica

Sistema N°de pozos %

Bombeo mecánico 11.295 80,8 Bombeo electrosumergible 941 6.9 Bombeo por cavidades progresiva 673 4.8 Gas Lift 259 1,8 Bombeo hidráulico 204 1,1 Otros 225

1,7

REGLAS DE PRODUCCION El regla Nº 1 en PRODUCCIÓN dice que

el Petróleo no producido en el día de hoy se pierde. Lo que vamos a producir mañana corresponde al día siguiente.

El regla Nº 2 en PRODUCCIÓN dice que no es técnicamente correcto perder producción sin saber (tener detectado) el origen de la pérdida.

CONCLUSION En base a las dos reglas enumeradas es

que nace el concepto de “ CONTROL PREVENTIVO DE LA PRODUCCION “.

Esto implica usar todas las herramientas disponibles para prevenir las pérdidas de producción y todos los factores que puedan complicar el normal funcionamiento de los equipos productivos

SISTEMAS DE PRODUCCION Es la parte de la Ingeniería de Producción que se encarga del control de la extracción de petróleo y gas, transporte, separación, y tratamiento de estos hidrocarburos, haciendo disposición final del crudo, agua y barros de producción, en condiciones operativas seguras

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Control de Producción en pozos de

PetróleoHerramientas de superficie para evaluar el estado del pozo en los distintos sistemas extractivos.

Control de parámetros de producción y su evolución en el tiempo.

Análisis de la de producción. Control preventivo de las

pérdidas. Análisis de pozos problemas y

soluciones

-

-

TK FWKO

TK Almacenaje

TK Alma

TK C

gas

A gasoductoSeparador G-L A pileta API

A gasoducto

TK LPG

GENERAL

Sep. Control

CONTROL

Sep. Generales

TK agua dulce

retorno

Bombas triplex

Líquido

A Playa deTanques

Almacenaje-ESQUEMA DE LA BATERÍA

Separación

Tratamiento de petróleo

El tratamiento de los crudos consiste en separar el agua ( + sedimentos ) del petróleo y eliminar las sales ( desalinizarlo ) para dejarlo en condiciones de ser comercializado . Estas condiciones normalmente son menos del 1 % de agua y menos de 100 gr/m3 de sales, expresadas como ClNa. Los tratamientos para dejarlo en estas condiciones se llaman: deshidratación y desalación

Tratamiento de petróleo

MÉTODOS DE DESHIDRATACIÓNDECANTACIÓN ( natural ) *TRATAMIENTO TÉRMICOTRATAMIENTO ELÉCTRICOTRATAMIENTO QUÍMICOCENTRIFUGACIÓNFILTRACIÓN* Se rige por la ley de Darcy :

Tratamiento de petróleo

Desalación Otro de los elementos indeseables del crudo para su

comercialización son las sales Se eliminan para evitar corrosión e incrustaciones

en los circuitos por donde circula el petróleo. El proceso se realiza por lavado del petróleo con

agua dulce, ya sea inyectándola en los oleoductos o pasando el petróleo a través de un colchón lavador;

Normalmente se usan estos dos sistemas en serie;

Tratamiento de petróleo

DesalaciónEl petróleo pasa a través de un colchón de agua dulce de un tercio de la altura del tanque;

Éste se renueva constantemente para evitar la saturación con sales, los colchones saturados no desalan

El fundamento está en el intercambio iónico que se produce en el colchón, pasando las sales de las gotitas de agua del petróleo al agua del colchón y disminuyendo su concentración.

Disposición final del crudo

Una vez que el crudo esta deshidratado y desalado (menos del 1 % de agua y menos de 100 gr/m3 de sales , expresadas como ClNa ), esta en condiciones de ser entregado para su disposición final, que seguramente será su destilación para obtener los subproductos ( naftas, kerosene, gas-oil, etc ) , o la industria petroquímica.

Responsabilidad SocialProductos de desecho

Dentro de los procesos productivos del petróleo, se obtienen productos de desecho , como son las “ agua de producción “ y los “ barros producción “.

Estos deben tener un tratamiento adecuado para su disposición final con el objeto de no contaminar el medio ambiente.

Cada uno de estos temas implica un compromiso muy importante para las empresas productoras, porque el buen destino de estos desechos hace a su responsabilidad social.

Responsabilidad SocialCompromiso con la Seguridad

Así mismo, es importante mencionar que dentro de la Industria Petrolera , el concepto de “ Trabajo Seguro “ también hace a su responsabilidad social y eso llevara a las Industrias que esta a la vanguardia en este tema.

CONTROL DE PRODUCCION

Recorrido diario, rutinario, de lineas de pozos, colectores, manifold, baterías, plantas, etc

Control de bombas inyectoras de producto químico para deshidratación y desalación

Control de estado de producción de Pozos Análisis de laboratorio Control de estado de calderas Control de funcionamiento de traceado de

calefacción Control y medición de tanques elevados. Control

de calefacción de estos. Control de evacuación Seguimiento de pozos .Estadísticas Parte diario de Producción : S/seco producido.

Control de estado de producción de Pozos

Prueba de superficie-Diagrama DPP( * ) Control de equipamiento de superficie Control de nivel Control y análisis dinamométrico Control de % de agua Control de salinidad Control de producción en tanques: -

móviles-fijos

Seguimiento de pozos . EstadísticasCarpetas de Pozos: Sistema extractivo. Producción de bruta, neta y % agua Promedio mensual de los controles de bruta y % agua Instalaciones de subsuelo. Cambios Alternancias de varillas y movimientos de caños Promedio salinidad del agua de producción Instalaciones de superficie. GPM, carrera, AIB, etc. Intervenciones. Cambios de bomba, pescas, etc. Inyecciones de productos químicos para corrosión,

incrustaciones, etc. Cualquier otro dato referente al pozo Curvas de producción: -Diaria- mensual- anual- acumulada Curvas de salinidad Programas de intervenciones con pulling-work over. Curvas de proyecciones de producción. Cálculo de la declinación

Reporte diario de Producción Todos los días, a una hora prefijada , se

hace el cierre de existencias de todos los tanques del Yacimiento, con el objeto de obtener la producción del día. Esta se obtiene por diferencia de existencias , o sea :

PRODUCCION DÍA = Exist. día + Entrega del día – Exist. AyerTodo expresado en Bls. Como se mide para 24 hs. , la producción del día se expresa en BPPD

Parte diario de Producción

Este valor debe coincidir con el valor previsto o comprometido.

De no ser así, o ser menor, la diferencia se considera pérdida de producción. Esta puede ser pérdida detectada ( paros de pozos, disminución de producción, intervenciones, etc ); o pérdida no detectada ( desconocida ), que debe justificarse lo mas pronto posible.

Parte diario de Producción La pérdida detectada tiene el

compromiso de que una vez solucionado el problema, la producción se recupera.

La pérdida no detectada debe justificarse, pero como no se conoce, debe salir a buscarse ( pozos sin producir o con menor producción no detectada, roturas de líneas no detectadas, etc.).

Parte diario de Entrega

También se lleva las estadísticas de los m3 de petróleo entregado, día por día, con los valores de densidad, ºAPI, salinidad, % de agua.

No olvidemos que esto es un negocio que debe ser rentable, por lo tanto el producto de las ventas del petróleo deben cubrir todos los gastos, inversiones, etc., y dejar ganancias.

De no ser así, como todo negocio que no es lucrativo, debe cerrarse.

Informe diario de ProducciónParte diario

El parte diario es un informe que contiene la siguiente información :

Producción bruta, diferencia con el día anterior y justificaciones de las pérdidas

Producción neta, acumulada y promedio mensual

Entrega, salinidad, % agua, acumulada y promedio

Novedades de recuperación secundaria

Previsión anual de gastos También se preveen los gastos

operativos a tener, mensualmente, para el año siguiente.

Estos gastos operativos contemplan los gastos del yacimiento y se miden en :Gasto mensual en u$s/

producción en bblsEs decir : XXX u$s/bbl

REGLA OPERATIVA FINAL

En base a lo expuesto, debemos tener en cuenta, al momento de proponer estos proyectos de mejoramiento de la Producción, que estos deben estar sustentado en tres condiciones básicas:

• Condición técnica• Condición económica• Condición legal ( incluye SMS )

Ninguna prevalece sobre la otra, las tres tienen el mismo peso.

Transporte de PetróleoEn el mundo del petróleo los oleoductos y los buques tanqueros son los medios por excelencia para el transporte del crudo.

El paso inmediato al descubrimiento y explotación de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinación o a los puertos de embarque con destino a la exportación.

Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinación y/o de embarque.

La capacidad de transporte de los oleoductos varía y depende del tamaño de la tubería. Es decir, entre más grande sea el diámetro, mayor la capacidad.

Transporte de Petróleo En la parte inicial del oleoducto una estación de bombeo

impulsa el petróleo y, dependiendo de la topografía por donde éste pase, se colocan estratégicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de gran altura, como las cordilleras de America.

El gas natural se transporta en idénticas circunstancias, pero en este caso la tubería se denomina gasoducto.Hay ductos similares que cumplen funciones específicas: Líneas de conducción, colectores generales y de control, oleoductos secundarios y principales , etc

Los buque-tanques son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente diseñados para el transporte de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio de transporte más utilizado para el comercio mundial del petróleo.